Teilkonzept-Erneuerbare-Energien - Ingelheim
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Band 4<br />
<strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
Klimaschutzkonzept der Stadt<br />
<strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Eine Studie der:
Das Klimaschutzkonzept der Stadt <strong>Ingelheim</strong> am Rhein enthält Bausteine, die als <strong>Teilkonzept</strong>e<br />
von der BMU-Klimaschutzinitiative gefördert wurden.<br />
Die <strong>Teilkonzept</strong>e „Integrierte Wärmenutzung“ und „<strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong>“ wurden gefördert<br />
durch:<br />
Auftraggeber: Stadt <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Projektnummer: 1960<br />
Datum: 10.12.2012<br />
Das Klimaschutz-<strong>Teilkonzept</strong> wurde im Rahmen der BMU-Klimaschutzinitiative gemäß der<br />
Richtlinie zur Förderung von Klimaschutzmaßnahmen in sozialen, kulturellen und öffentlichen<br />
Einrichtungen vom 1. September 2009 durchgeführt. Mit Mitteln des Bundesministeriums für<br />
Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit wurde das Konzept unter dem Förderkennzeichen<br />
03KS1745 gefördert.<br />
Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums<br />
für Bildung, und Forschung unter dem Förderkennzeichen 03KS1745 gefördert. Die Verantwortung<br />
für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.<br />
Projektleitung/Ihre Ansprechpartner:<br />
Joachim Walter<br />
Michael Münch<br />
Projektteam:<br />
Lorenz Arnold<br />
Sandor Exeler<br />
Sebastian Guse<br />
Björn Helsper<br />
Ursula Vierhuis<br />
Christine Thönnes<br />
Transferstelle für Rationelle und Regenerative <strong>Energien</strong>utzung • Berlinstr. 107a • 55411 Bingen<br />
im<br />
Institut für Innovation, Transfer und Beratung gGmbH
Klimaschutzkonzept<br />
<strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Auftraggeber:<br />
Stadtverwaltung <strong>Ingelheim</strong><br />
Abt. für Umweltschutz, Grünordnung und<br />
Landwirtschaft<br />
Neuer Markt 1<br />
55218 <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Wissenschaftliche Begleitung:<br />
Transferstelle Bingen (TSB)<br />
Berlinstraße 107a<br />
55411 Bingen<br />
Projektleiter<br />
Rainer Stemmler<br />
Telefon: 06132/782167<br />
Mail: rainer.stemmler@ingelheim.de<br />
Martin Rupp<br />
Telefon: 06132/782199<br />
Mail: martin.rupp@ingelheim.de<br />
Telefon: 06721 / 98 424 0<br />
info@tsb-energie.de<br />
Projektnummer: 1960<br />
Projektleitung: Joachim Walter<br />
Michael Münch<br />
06721/98424 - 250 walter@tsb-energie.de<br />
06721/98424 - 264 muench@tsb-energie.de<br />
Transferstelle für Rationelle und Regenerative <strong>Energien</strong>utzung • Berlinstr. 107a • 55411 Bingen<br />
im<br />
Institut für Innovation, Transfer und Beratung gGmbH<br />
- 3 -
Inhaltsverzeichnis<br />
1 Potenzialanalyse .............................................................................................. 12<br />
1.1 Solare Strahlung ........................................................................................ 14<br />
1.1.1 Technik .................................................................................................... 14<br />
1.1.2 Ist-Analyse .............................................................................................. 19<br />
1.1.3 Potenzial durch Dachflächen ................................................................. 20<br />
1.1.4 Potenzial durch Freiflächen ................................................................... 24<br />
1.1.5 Zusammenfassung Potenzial aus solarer Strahlung ............................ 31<br />
1.1.6 Szenario 2020 ......................................................................................... 32<br />
1.2 Windenergie .............................................................................................. 34<br />
1.2.1 Technik .................................................................................................... 34<br />
1.2.2 Ist-Analyse .............................................................................................. 40<br />
1.2.3 Potenzial aus Repowering ...................................................................... 43<br />
1.2.4 Potenzial aus dem Bau neuer Anlagen .................................................. 45<br />
1.2.5 Potenzial aus Kleinwindkraftanlagen .................................................... 54<br />
1.2.6 Zusammenfassung Windkraftpotenzial ................................................ 55<br />
1.2.7 Szenario 2020 ......................................................................................... 55<br />
1.3 Umweltwärme ........................................................................................... 57<br />
1.3.1 Technik .................................................................................................... 57<br />
1.3.2 Ist-Analyse .............................................................................................. 66<br />
1.3.3 Potenzial der Tiefengeothermie ............................................................ 68<br />
1.3.4 Potenzial der oberflächennahen Geothermie ....................................... 73<br />
1.3.5 Potenzial aus der Außenluft ................................................................... 80<br />
1.3.6 Zusammenfassung Umweltwärme-Potenzial ....................................... 81<br />
1.3.7 Szenario 2020 ......................................................................................... 82<br />
1.4 Biomasse .................................................................................................... 83<br />
1.4.1 Technik .................................................................................................... 83<br />
1.4.2 Flächenzusammensetzung ..................................................................... 86<br />
1.4.3 Potenzial aus festen Biobrennstoffen ................................................... 87<br />
1.4.4 Potenzial aus Biogas ............................................................................... 98<br />
1.4.5 Zusammenfassung Potenzial aus Biomasse ....................................... 108<br />
1.4.6 Szenario 2020 ....................................................................................... 112<br />
1.5 Wasserkraft ............................................................................................. 114<br />
1.5.1 Technik .................................................................................................. 114<br />
1.5.2 Ist-Analyse ............................................................................................ 115<br />
1.5.3 Potenzial aus Fließgewässer ................................................................ 118<br />
1.5.4 Potenzial aus der Trinkwasserversorgung/Abwasserentsorgung .... 124<br />
1.5.5 Zusammenfassung Wasserkraftpotenzial ........................................... 126<br />
1.5.6 Szenario 2020 ....................................................................................... 127<br />
1.6 Zusammenfassung Potenziale <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> ............................. 128<br />
1.6.1 Theoretisch vorhandene Potenziale .................................................... 128<br />
- 4 -
1.6.2 Ergebnisse des Szenario 2020 ............................................................. 130<br />
1.6.3 Auswirkung auf die CO 2 e-Bilanz .......................................................... 131<br />
1.6.4 Berücksichtigung Elektromobilität im Jahr 2020 ............................... 136<br />
2 Akteursbeteiligung ......................................................................................... 137<br />
3 Maßnahmenkatalog ....................................................................................... 138<br />
4 Controlling-Konzept ....................................................................................... 140<br />
5 Öffentlichkeitsarbeit ...................................................................................... 142<br />
6 Literaturverzeichnis ....................................................................................... 145<br />
7 Anhang ........................................................................................................... 149<br />
- 5 -
Abbildungsverzeichnis<br />
Abbildung 1-1: Übersicht über die verschiedenen <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> ............ 13<br />
Abbildung 1-2: Solarerträge in Abhängigkeit von Ausrichtung und Neigung der<br />
Module .................................................................................................................................. 14<br />
Abbildung 1-3: Zelltypen für Photovoltaikmodule (Dünnschicht, Polykristallin,<br />
Monokristallin) .................................................................................................................... 16<br />
Abbildung 1-4: Systematik Dachflächenanalyse .......................................................... 23<br />
Abbildung 1-5: Untersuchte Flächen und PV-Freiflächen-Potenzial ......................... 30<br />
Abbildung 1-6: Komponenten einer Horizontal-Windenergieanlage ........................ 35<br />
Abbildung 1-7: Leistungsverlauf einer Enercon E-101 ................................................ 37<br />
Abbildung 1-8: <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald mit eingezeichneten WKA-Standorten ..... 41<br />
Abbildung 1-9: Ausgewiesenes Sondergebiet für die Nutzung der Windenergie auf<br />
dem <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald ............................................................................................. 42<br />
Abbildung 1-10: Flächenbedarf Windpark ..................................................................... 48<br />
Abbildung 1-11: Flächenanalyse Stadtgebiet ............................................................... 49<br />
Abbildung 1-12: Windhöffigkeit Stadtgebiet ................................................................ 50<br />
Abbildung 1-13: Flächenanalyse <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald ........................................... 51<br />
Abbildung 1-14: Windhöffigkeit <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald ............................................ 52<br />
Abbildung 1-15: Auszug Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg ..... 52<br />
Abbildung 1-16: Schema ORC-Prozess ........................................................................... 60<br />
Abbildung 1-17: Erdwärmekollektoranlage .................................................................. 62<br />
Abbildung 1-18: Erdwärmesonde .................................................................................... 63<br />
Abbildung 1-19: Temperaturverteilung in 2.000 Meter Tiefe mit eingetragenen<br />
Bohrpunkten ........................................................................................................................ 69<br />
Abbildung 1-20: Hydrothermale Vorkommen in Deutschland ................................... 70<br />
Abbildung 1-21: Lage Erlaubnisfeld Mainz .................................................................... 72<br />
Abbildung 1-22: Geologische Übersichtskarte mit rot markierten Bohrungen von<br />
über 100 m Bohrteufe ........................................................................................................ 74<br />
Abbildung 1-23: Wärmeentzugsleistung in <strong>Ingelheim</strong> ................................................ 75<br />
Abbildung 1-24: Mittlere Grundwasserergiebigkeit .................................................... 76<br />
Abbildung 1-25: Grundwasser-Flurabstand .................................................................. 77<br />
Abbildung 1-26: Standortbewertung von Erdwärmesonden ...................................... 78<br />
Abbildung 1-27: Funktionsweise eines BHKW mit Verbrennungsmotor .................. 85<br />
Abbildung 1-28: Gewässer im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> am Rhein ............................ 116<br />
Abbildung 1-29: Pegel der Selz an der Messstation Oberingelheim ....................... 119<br />
Abbildung 1-30: Strömungsgeschwindigkeit und Wassertiefenmessung Rhein bei<br />
mittlerem Wasserstand 210 cm ..................................................................................... 120<br />
Abbildung 1-31: Strömungsgeschwindigkeit und Wassertiefenmessung Rhein bei<br />
Niedrigwasser 85 cm ....................................................................................................... 121<br />
Abbildung 1-32: Leistungsverlauf Strömungskraftwerk ........................................... 122<br />
Abbildung 1-33: Flussturbine der KSB .......................................................................... 123<br />
Abbildung 1-34: Strom-Boje ........................................................................................... 123<br />
- 6 -
Abbildung 1-35: P.E.A.C.E-Power-Turbine ................................................................... 123<br />
Abbildung 1-36: Rotationskörper .................................................................................. 123<br />
Abbildung 3-1: Maßnahmensteckbrief mit inhaltlicher Beschreibung der einzelnen<br />
Felder .................................................................................................................................. 139<br />
Abbildung 5-1: Pressemitteilungen Rhein-Main-Presse vom 13.06.2012 ............. 143<br />
Abbildung 5-2: Pressemittteilung Rhein-Main-Presse vom 08.08.2012 ................ 144<br />
- 7 -
Tabellenverzeichnis<br />
Tabelle 1-1: Bestandsentwicklung Photovoltaik-Anlagen <strong>Ingelheim</strong> ...................... 19<br />
Tabelle 1-2: Bestandsentwicklung Solarthermie-Anlagen <strong>Ingelheim</strong> ...................... 20<br />
Tabelle 1-3: Ergebnisse der Dachflächenanalyse ......................................................... 22<br />
Tabelle 1-4: Ergebnisse Potenzialanalyse ...................................................................... 31<br />
Tabelle 1-5: Genutztes Potenzial aus solarer Strahlung 2020 ................................... 33<br />
Tabelle 1-6: Bestehende Windkraftanlagen auf dem Kandrich ................................. 40<br />
Tabelle 1-7: Übersicht Repowering ................................................................................. 45<br />
Tabelle 1-8: Ausschlussgebiete und verwendete Abstandsentfernung ................... 46<br />
Tabelle 1-9: Gebiete mit eingeschränkter Zulassung .................................................. 47<br />
Tabelle 1-10: Zusammenfassung Neubau Windkraftanlagen .................................... 54<br />
Tabelle 1-11: Zusammenfassung theoretische Potenziale Windenergie ................. 55<br />
Tabelle 1-12: Szenario 2020 Windenergie ..................................................................... 56<br />
Tabelle 1-13: Stromverbrauch Wärmepumpen............................................................. 68<br />
Tabelle 1-14: Potenzial Umweltwärme im Szenario 2020 .......................................... 82<br />
Tabelle 1-15: Flächenzusammensetzung <strong>Ingelheim</strong> inkl. <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald]<br />
............................................................................................................................................... 86<br />
Tabelle 1-16: Flächenzusammensetzung der landwirtschaftlich genutzten Fläche<br />
............................................................................................................................................... 87<br />
Tabelle 1-17: Berechnung Energiepotenzial aus Waldholz ........................................ 88<br />
Tabelle 1-18: Berechnung Energiepotenzial aus Kurzumtriebsplantagen .............. 89<br />
Tabelle 1-19: Berechnung Energiepotenzial Landschaftspflegeholz aus der<br />
Offenlandschaft................................................................................................................... 90<br />
Tabelle 1-20: Berechnung Energiepotenzial aus Altholz ............................................ 91<br />
Tabelle 1-21: Berechnung Energiepotenzial aus holzartigem Gartenabfall ............ 92<br />
Tabelle 1-22: Berechnung Energiepotenzial aus Stroh ............................................... 93<br />
Tabelle 1-23: Berechnung Energiepotenzial aus Miscanthus ..................................... 95<br />
Tabelle 1-24: Berechnung Energiepotenzial aus Klärschlamm .................................. 96<br />
Tabelle 1-25: Berechnung Energiepotenzial aus Trester ............................................ 97<br />
Tabelle 1-26: Nutztierbestand in <strong>Ingelheim</strong> 2010 ....................................................... 98<br />
Tabelle 1-27: Berechnung Energiepotenzial aus Wirtschaftsdünger ....................... 99<br />
Tabelle 1-28: Berechnung Energiepotenzial aus einjährigen Energiepflanzen .... 100<br />
Tabelle 1-29: Berechnung Energiepotenzial aus Dauergrünland ............................ 101<br />
Tabelle 1-30: Berechnung Energiepotenzial aus Straßenbegleitgrün .................... 102<br />
Tabelle 1-31: Berechnung Energiepotenzial aus Bioabfall ....................................... 103<br />
Tabelle 1-32: Berechnung Energiepotenzial aus krautartigen Gartenabfällen .... 105<br />
Tabelle 1-33: Berechnung Energiepotenzial aus gewerblichen Küchen- und ....... 106<br />
Tabelle 1-34: Berechnung Energiepotenzial aus Klärgas ......................................... 107<br />
Tabelle 1-35: Energiepotenzial aus festem Biobrennstoff ........................................ 108<br />
Tabelle 1-36: Energetische Nutzung fester Biobrennstoff ....................................... 109<br />
Tabelle 1-37: Energiepotenzial aus biogenem Gas .................................................... 110<br />
Tabelle 1-38: Energetische Nutzung biogenes Gas .................................................... 111<br />
- 8 -
Tabelle 1-39: Genutzte Energie aus Biomasse ............................................................ 111<br />
Tabelle 1-40: Energetische Nutzung Festbrennstoff 2020 ....................................... 112<br />
Tabelle 1-41: Energetische Nutzung biogenes Gas 2020 ......................................... 113<br />
Tabelle 1-42: Gewässer rund um <strong>Ingelheim</strong> am Rhein ............................................. 116<br />
Tabelle 1-43: Wasserkraftpotenziale <strong>Ingelheim</strong> am Rhein ...................................... 126<br />
Tabelle 1-44: Wasserkraftgewinnung im Szenario 2020 .......................................... 127<br />
Tabelle 1-45: Theoretisch vorhandene Potenziale ..................................................... 129<br />
Tabelle 1-46: Potenziale im Szenario 2020 ................................................................. 130<br />
Tabelle 1-47: Energieverbrauch und Emission der Stadt <strong>Ingelheim</strong> ...................... 131<br />
Tabelle 1-48: Emissionsfaktoren ................................................................................... 132<br />
Tabelle 1-49: CO 2 e-Einsparung 2020 durch Stromerzeugung aus <strong>Erneuerbare</strong><br />
<strong>Energien</strong> ............................................................................................................................. 133<br />
Tabelle 1-50: CO2e-Einsparung 2020 durch Stromerzeugung aus Biomasse ....... 134<br />
Tabelle 1-51: CO 2 e-Einsparung 2020 durch Wärmeerzeugung aus <strong>Erneuerbare</strong><br />
<strong>Energien</strong> ............................................................................................................................. 134<br />
Tabelle 1-52: CO 2 e-Einsparung 2020 durch Wärmeerzeugung aus Biomasse ..... 135<br />
- 9 -
Abkürzungsverzeichnis<br />
a<br />
Jahr<br />
ADCP<br />
Acoustic Doppler Current Profiler (Ultraschall-Doppler-Messung)<br />
AVUS<br />
Abwasserzweckverband Untere Selz<br />
BAB<br />
Bundesautobahn<br />
BAFA<br />
Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle<br />
BbergG<br />
Bundesberggesetz<br />
BHKW<br />
Blockheizkraftwerk<br />
BMBF<br />
Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />
BMU<br />
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit<br />
BMBF<br />
Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />
BMELV<br />
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz<br />
BMVBS<br />
Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung<br />
CO 2<br />
Kohlenstoffdioxid<br />
CO 2 e<br />
Kohlenstoffdioxid-Äquivalent<br />
DIN<br />
Deutsches Institut für Normung<br />
EEG<br />
Gesetz für den Vorrang <strong>Erneuerbare</strong>r <strong>Energien</strong><br />
Einw.<br />
Einwohner<br />
EnEV<br />
Energieeinsparverordnung<br />
FFH<br />
Flora-Fauna-Habitat<br />
g<br />
Gramm<br />
GEMIS<br />
Globales Emissions-Modell integrierter Systeme<br />
GIS<br />
Geo-Informations-System<br />
H i<br />
Heizwert (lat. interior)<br />
H s<br />
Brennwert (lat. superior)<br />
ha<br />
Hektar<br />
HDR<br />
Hot dry Rock<br />
Hz<br />
Hertz<br />
Index el<br />
Elektrische Energie<br />
Index f Endenergie, DIN V 18599<br />
Index hydr Hydraulisch<br />
Index th<br />
Wärme<br />
km<br />
Kilometer<br />
kW<br />
Kilowatt<br />
kWh<br />
Kilowattstunden<br />
KWK<br />
Kraft-Wärme-Kopplung<br />
kWp<br />
Kilowatt Peak<br />
LANIS<br />
Landschaftsinformationssystem der Naturschutzverwaltung<br />
LGB-RLP<br />
Landesamtes für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz<br />
LIAG<br />
Leibnitz Institutes für angewandte Geophysik<br />
LUWG<br />
Landesamt für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht<br />
- 10 -
m<br />
Meter<br />
m² Quadratmeter<br />
m³ Kubikmeter<br />
Mio.<br />
Millionen<br />
MULEWF<br />
Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft, Ernährung, Weinbau und<br />
Forsten<br />
MW<br />
Megawatt<br />
MWh<br />
Megawattstunde<br />
ORC<br />
Organic Rankine Cycle<br />
PV<br />
Photovoltaik<br />
Rheinhessische Rheinhessische Energie- und Wasserversorgungs-GmbH<br />
RLP<br />
Rheinland-Pfalz<br />
s<br />
Sekunde<br />
srm<br />
Schüttraummeter<br />
ST<br />
Solarthermie<br />
t<br />
Tonne<br />
TS<br />
Trockensubstrat<br />
TSB<br />
Transferstelle für Rationelle und Regenerative <strong>Energien</strong>utzung Bingen<br />
TWh<br />
Terawattstunde<br />
m ü. NHN<br />
Meter über Normalhöhennull<br />
VDI<br />
Verband Deutscher Ingenieure<br />
W<br />
Watt<br />
WaStrG<br />
Bundeswasserstraßengesetz<br />
WEA<br />
Windenergieanlage<br />
WHG<br />
Gesetzes zur Ordnung des Wasserhaushalts<br />
WSchV<br />
Wärmeschutzverordnung<br />
wvr<br />
Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz<br />
- 11 -
1 Potenzialanalyse<br />
Um den Auswirkungen des Klimawandels zu begegnen und eine damit einher gehende Erderwärmung<br />
zu minimieren, muss über entsprechende Maßnahmen der äquivalente Kohlenstoffdioxidausstoß<br />
heruntergefahren werden. Auf regionaler Ebene soll hierzu den Städten<br />
und Gemeinden durch die national geförderte Erstellung eines Klimaschutzkonzeptes ein erstes<br />
Instrument gegeben werden.<br />
Ein Klimaschutzkonzept ermittelt Daten zum aktuellen äquivalenten CO 2 e-Verbrauch eines<br />
Untersuchungsgebiets und legt vorhandene Potenziale zur Nutzung von <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong><br />
sowie bei der Einsparung von Energie offen und generiert hieraus Maßnahmenempfehlungen.<br />
Über die Erschließung des verfügbaren regionalen Potenzials an <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> der<br />
Stadt <strong>Ingelheim</strong> am Rhein für die Strom- und Wärmegewinnung handelt der hier vorliegende<br />
Band – das <strong>Teilkonzept</strong> <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong>.<br />
Bei der Energie aus solarer Strahlung wird eine Analyse des Nutzungspotenzials von<br />
Dachflächen für Solarthermie und Photovoltaik sowie eine Freiflächenanalyse für die Photovoltaiknutzung<br />
durchgeführt.<br />
Innerhalb der Windenergie sind potenzielle Standorte von Windenergieanlagen sowie deren<br />
Ertragspotenziale anhand verfügbarer Windhöffigkeitskarten zu ermitteln.<br />
Bei der Umweltwärme wird eine Analyse des Potenzials in den Bereichen oberflächennahe<br />
sowie tiefen Geothermie und der Wärme aus der Umgebungsluft durchgeführt.<br />
Die Analyse der Biomasse beinhaltet die Erfassung des energetisch nutzbaren Biomassepotenzials.<br />
Dies beinhaltet unter anderem das Potenzial zur Erzeugung von Biogas etwa aus<br />
Gülle, Grünschnitten, Biomasseabfällen oder nachwachsenden Rohstoffen oder des energetisch<br />
nutzbaren Biomassepotenzials aus der Forstwirtschaft.<br />
- 12 -
Bei der Wasserkraft wird das regional nutzbare Potenzial für Wasserkraftanlagen ermittelt,<br />
welche nach den Anforderungen des <strong>Erneuerbare</strong>-<strong>Energien</strong>-Gesetzes erschlossen werden<br />
können.<br />
Eine Übersicht über die untersuchten <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> ist der Abbildung 1-1 zu entnehmen.<br />
Abbildung 1-1: Übersicht über die verschiedenen <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong><br />
Quelle: (Eigene Darstellung)<br />
- 13 -
1.1 Solare Strahlung<br />
Durch im Inneren der Sonne ablaufende Fusionsprozesse werden von der Sonnenoberfläche<br />
elektromagnetische Strahlungen ausgesendet, von denen ein Teil auf die Erdatmosphäre und<br />
weiter bis auf den Erdboden treffen. Durch den Einsatz entsprechender Technik kann die einfallende<br />
Sonnenstrahlung energetisch genutzt werden.<br />
1.1.1 Technik<br />
Solare Strahlungsenergie kann sowohl zur Stromerzeugung (Photovoltaik) als auch zur Wärmeerzeugung<br />
(Solarthermie) genutzt werden. In beiden Fällen ist der spezifische Ertrag einer<br />
Anlage neben den atmosphärischen Einflüssen, wie z. B. der Luftfeuchtigkeit oder der Bewölkung,<br />
von der Ausrichtung der Anlagen abhängig.<br />
In Abbildung 1-2 ist die Abhängigkeit der Solaren Strahlungsenergie von der Anlagenausrichtung<br />
aufgezeigt<br />
Abbildung 1-2: Solarerträge in Abhängigkeit von Ausrichtung und Neigung der Module<br />
Quelle: (www.solar-duisburg.de)<br />
- 14 -
1.1.1.1 Photovoltaik<br />
Bei der Photovoltaik wird die auftreffende solare Strahlung in Solarzellen in elektrische Energie<br />
umgewandelt. Solarzellen sind Halbleiter-Bauelemente, die überwiegend aus Silizium bestehen.<br />
Durch das Einbringen von Fremdatomen werden zwei Schichten mit unterschiedlichen<br />
elektrischen Eigenschaften erzeugt. An der Grenzfläche entsteht ein elektrisches Feld,<br />
das von außen nicht feststellbar ist. Wenn Licht auf die Solarzelle trifft, erzeugt dies unter<br />
Abgabe von Energie freie Ladungsträger. Diese werden durch das innere elektrische Feld an<br />
der Grenzfläche getrennt. An den äußeren Kontakten entsteht eine elektrische Spannung,<br />
sodass bei Anschluss eines Verbrauchers Strom fließt. Um den erzeugten Strom technisch<br />
anwenden zu können, besteht ein Solarmodul aus mehreren Solarzellen.<br />
Bei den Solarzellen unterscheidet man drei Typen:<br />
<br />
<br />
<br />
Monokristalline Solarzellen<br />
Polykristalline Solarzellen<br />
Dünnschicht-Solarzellen.<br />
Monokristalline Solarzellen werden aus so genannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben)<br />
hergestellt. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle aus monokristallinem Silizium beträgt<br />
etwa 24 % (Labor) bzw. 14 % bis 17 % unter Realbedingungen.<br />
Polykristalline Solarzellen bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung<br />
aufweisen. Sie können z. B. durch Gießverfahren hergestellt werden und sind<br />
dadurch preiswerter als monokristalline Zellen. Dieser Zelltyp ist in Photovoltaik-Anlagen am<br />
meisten verbreitet. Durch die verschieden ausgerichteten Kristalle in der Zelle trifft das Licht<br />
mal auf die stumpf geschnittenen Kristalle, mal quer zur Kristallstruktur auf die Zelle. Daher<br />
sieht man helle und dunkle Kristallstrukturen. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle aus polykristallinem<br />
Silizium beträgt etwa 18 % (Labor) bzw. 13 bis 15 % unter Realbedingungen.<br />
- 15 -
Dünnschichtsolarzellen bestehen aus einem Halbleiter- und einem günstigen Trägermaterial.<br />
Als Trägermaterial kommen überwiegend Glas oder Metall, aber auch Kunststoffe zum<br />
Einsatz. Darauf wird das Halbleitermaterial in dünnen Schichten aufgebracht. Als Halbleitermaterial<br />
kommen beispielsweise amorphes Silizium, Cadmium-Tellurid (CdTe) oder Kupfer-<br />
Indium (CIS) zum Einsatz. Der Vorteil hierbei ist, dass gegenüber den kristallinen Zelltypen<br />
zum einen nur relativ wenig „teures“ Halbleitermaterial gebraucht wird. Zum anderen wird<br />
bei dem Herstellungsprozess weniger Energie aufgewandt, was wiederum Kosten spart. Die<br />
Wirkungsgrade von Dünnschichtmodulen sind mit 7 - 11 % niedriger als bei kristallinen Modulen.<br />
Aufgrund der besseren Nutzung von diffusem Licht können die spezifischen Erträge<br />
jedoch gleich bzw. sogar höher sein.<br />
Photovoltaikanlagen können an Gebäuden oder aufgeständert auf Freiflächen errichtet werden<br />
und der mit Photovoltaikanlagen erzeugte Strom muss gemäß dem <strong>Erneuerbare</strong>-<br />
<strong>Energien</strong>-Gesetz vom Netzbetreiber vorrangig abgenommen und vergütet werden. Dem Anlagenbetreiber<br />
wird über 20 Jahre eine gesetzliche Vergütung des eingespeisten PV-Stroms<br />
gesichert.<br />
Abbildung 1-3: Zelltypen für Photovoltaikmodule (Dünnschicht, Polykristallin, Monokristallin)<br />
Quelle: (Millecke Immobilien & Consulting KG)<br />
- 16 -
1.1.1.2 Solarthermie<br />
Bei der Solarthermie wird die Sonnenstrahlung zur Wärmeerzeugung genutzt. Die Nutzung<br />
erfolgt hauptsächlich zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung. Die Solarwärme<br />
kann aber beispielsweise auch zur Trocknung, Kühlung oder zur Erzeugung von Prozesswärme<br />
eingesetzt werden.<br />
Durch die solare Einstrahlung auf den Solarkollektor nimmt das Wärmeträgermedium im Kollektorkreis<br />
die Wärme auf. Über Wärmetauscher wird die Wärme an einen Speicher abgegeben.<br />
Dazu sind, je nach Anwendung, verschiedene Speichersysteme wie z. B. Pufferspeicher,<br />
Schichtenspeicher oder Warmwasserspeicher möglich. Vom Speicher aus werden dann die<br />
Zapfstellen für Warmwasser oder die Heizkörper versorgt.<br />
Besonders günstig ist die Nutzung von Solarenergie bei Anwendungen, bei denen der Energiebedarf<br />
mit dem Energieangebot übereinstimmt (z. B. Schwimmbadabsorber). Häufig ist<br />
dies jedoch nicht der Fall. Dann kann die gewonnene Solarenergie durch entsprechende<br />
Speichersysteme zwischengespeichert und / oder durch Ergänzung der Solaranlage mit einem<br />
zusätzlichen Energieerzeuger kombiniert werden. Damit ergibt sich der Betrieb der Solaranlage<br />
in einem bivalenten System.<br />
Sinnvoll ist meist ein bivalenter Betrieb der Solaranlage, d. h. zusammen mit einem weiteren<br />
Heizsystem (z. B. Brennwertkessel, Holzpelletkessel, Wärmepumpen). Üblicherweise kann eine<br />
Solaranlage in Wohngebäuden bis zu 60 % des jährlichen Warmwasserbedarfs decken<br />
(solare Deckungsrate). Die Anlage sollte so dimensioniert werden, dass der Wärmebedarf im<br />
Sommer gedeckt wird.<br />
An Solarkollektoren sind verschiedene Systeme am Markt verfügbar (hauptsächlich Flachoder<br />
Vakuum-Röhren-Kollektoren). Diese unterscheiden sich im Aufbau, Wirkungsgrad und<br />
Preis. Verluste entstehen durch Reflexion an der Scheibe sowie durch Wärmeleitung, -<br />
konvektion und -strahlung (Wärmeabgabe an die Umgebung).<br />
- 17 -
Bei einem Flachkollektor dient ein flaches, schwarz beschichtetes Kupferblech als Absorber.<br />
Auf der Rückseite sind kupferne Leitungen angebracht, welche direkt vom Wärmeträger<br />
durchflossen werden. Dieses System befindet sich meist in einem gedämmten Gehäuse, welches<br />
mit einer Glasplatte abgedeckt ist. Zur Dimensionierung der Kollektoranlage zur reinen<br />
Warmwasserbereitung kann man von 1,5 bis 2 m² Kollektorfläche pro Person ausgehen.<br />
Vakuum-Röhrenkollektoren bestehen aus mehreren evakuierten Glasröhren mit innenliegendem<br />
Absorber. Die Wärmeverluste werden minimiert. Bei gleicher Fläche liefern Röhrenkollektoren<br />
bis zu 40 % mehr Ertrag als Flachkollektoren. Pro Person sollte ca. 1 m² an Kollektorfläche<br />
für die Warmwasserbereitung installiert werden.<br />
1.1.1.3 Umweltwirkung<br />
Solarthermie-Anlagen bestehen größtenteils aus Kupfer, Aluminium und Glas (Rohstoffe, die<br />
sich recht gut recyceln lassen und nicht als ökologisch kritisch angesehen werden). Auch<br />
kommt als Wärmeträgermedium meist ein umweltverträgliches Wasser-Propylenglykol-<br />
Gemisch zum Einsatz. Laut (Eder, 2011) liegt die energetische Amortisation – die Zeit bis die<br />
für Bau, Betrieb (inklusive Strombedarf für die Umwälzpumpe) und Demontage einer Solarthermie-Anlage<br />
benötigte Energie wieder durch diese erzeugt wird – je nach Standort und<br />
eingesetzter Technologie zwischen einem und zweieinhalb Jahren.<br />
Photovoltaik-Anlagen haben eine verhältnismäßig schlechte Ökobilanz. Für die Herstellung<br />
von Photovoltaik-Modulen wird relativ viel Energie benötigt, um etwa die Siliziumwafer herzustellen.<br />
Auch beinhalten Photovoltaik-Anlagen meist Schwermetalle, wie Cadmium oder<br />
Tellur. Des Weiteren ist noch keine ausreichende Recyclingfähigkeit von ausgemusterten<br />
Photovoltaik-Modulen gegeben. Laut (Iken, 2011) liegt die energetische Amortisation je nach<br />
Standort und eingesetzter Technologie zwischen sechs Monaten und drei Jahren.<br />
Anlagen zur Nutzung der solaren Strahlung haben den Vorteil, dass diese keinen Schall emittieren.<br />
Dachanlagen haben auch keinen negativen Einfluss auf das vorhandene Umgebungsbild.<br />
Nur bei Großanlagen auf Freiflächen kommt es zu einem recht hohen Flächenverbrauch<br />
durch die relativ geringe Energiedichte von Anlagen zur Nutzung der solaren Strahlung.<br />
- 18 -
1.1.2 Ist-Analyse<br />
Die Ist-Analyse berücksichtigt den aktuellen Bestand an vorhandenen Anlagen. Demnach befinden<br />
sich laut dem EEG-Anlagen-Register der (EnergyMap) zum Stand Ende 2011 insgesamt<br />
265 Photovoltaik-Anlagen in <strong>Ingelheim</strong> mit einer installierten Leistung von etwa 3,6<br />
MW el . Eine Datenanfrage bei der Rheinhessischen zeigt einen ähnlichen Datenbestand auf.<br />
Eine Übersicht der Entwicklung vom Bestand an Photovoltaik-Anlagen in <strong>Ingelheim</strong> kann der<br />
Tabelle 1-1 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-1: Bestandsentwicklung Photovoltaik-Anlagen <strong>Ingelheim</strong><br />
Installierte Leistung<br />
Zubaurate<br />
Anlagen<br />
[kW el ]<br />
Anlagen<br />
bis 2005 44 290 -<br />
2006 75 560 31<br />
2007 96 970 21<br />
2008 135 1.600 39<br />
2009 164 2.000 29<br />
2010 219 2.600 55<br />
2011 277 3.600 59<br />
Quelle: Eigene Darstellung anhand Daten von (EnergyMap)<br />
Beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) werden die Daten der geförderten<br />
Anlagen durch das EEG für Solarthermie angefragt. Demnach befinden sich in <strong>Ingelheim</strong><br />
zum Stand Ende 2010 insgesamt 189 Anlagen mit einer Kollektorfläche von 1.338 m². Die<br />
durchschnittliche Kollektorfläche beläuft sich demnach auf ca. 7 m² je Anlage.<br />
- 19 -
Tabelle 1-2: Bestandsentwicklung Solarthermie-Anlagen <strong>Ingelheim</strong><br />
bis 2005<br />
2006<br />
2007<br />
2008<br />
2009<br />
2010<br />
Anlagen<br />
Quelle: Eigene Darstellung anhand Daten des BAFA<br />
Kollektor-Fläche<br />
[m²]<br />
Zubaurate Anlagen<br />
75 543 -<br />
95 697 + 20<br />
115 838 + 20<br />
130 964 + 15<br />
157 1.114 + 27<br />
189 1.338 + 32<br />
1.1.3 Potenzial durch Dachflächen<br />
Die Rohdaten für die Durchführung der Dachflächenanalyse kommen aus einem vorhandenen<br />
Solarkataster, welches von der Firma SUN-AREA ermittelt wurde.<br />
SUN-AREA analysiert durch das Überfliegen eines Gebiets mit einem Flugzeug die solaren<br />
Standortfaktoren, wie z. B. Neigung, Ausrichtung, Verschattung und den lokalen Globalstrahlungswert<br />
von Dächern. Hierfür sind spezielle und hochauflösende Sensoren im Flugzeug<br />
verbaut, die mit einer Punktdichte von mindestens 2 Punkten pro m² die Strukturen der<br />
Dachflächen erfassen.<br />
Anhand der gesammelten Daten werden Informationen zur Dachflächengröße, installierbare<br />
Modulfläche, den zu erwartenden Stromertrag und der Nennleistung generiert und die Flächen<br />
in „ungeeignet“, „bedingt geeignet“, „gut geeignet“ und „sehr gut geeignet“ eingestuft.<br />
Von den erfassten Dachflächen werden bei der Dachflächenanalyse durch die TSB in einem<br />
ersten Schritt die ungeeigneten Flächen ausgeblendet. Ungeeignete Flächen sind Flächen,<br />
bei denen die solaren Standortfaktoren nicht für einen wirtschaftlichen Betrieb von Solaranlagen<br />
ausreichend sind. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die installierbare Modulfläche<br />
kleiner als 10 m² ist oder die Fläche eine ungenügende Ausrichtung oder einen hohen Anteil<br />
- 20 -
an Verschattung aufweist. Bei der Analyse der Dachflächen in <strong>Ingelheim</strong> sind 40 % der vorhandenen<br />
Dachflächen ungeeignet.<br />
Auch werden unter Denkmalschutz stehende Dachflächen in der weiteren Analyse nicht weiter<br />
betrachtet. Grundsätzlich ist zwar auch auf den Dächern dieser Gebäude ein Betrieb von<br />
Solaranlagen möglich, aber anhand von eventuellen Denkmalschutzauflagen bleiben diese<br />
Dachflächen für die weitere Analyse unberücksichtigt.<br />
So verbleiben im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> insgesamt ca. 8.950 Flächen übrig, die für eine solare<br />
Nutzung geeignet sind. Es ist zu berücksichtigen, dass diese 8.950 Flächen auch z. B. Garagendächer<br />
enthalten oder Häuser mit Satteldächern jeweils zwei Teildachflächen aufweisen,<br />
die beide für die solare Nutzung geeignet sein können.<br />
In einem nächsten Schritt müssen Dachflächen, die neben dem Einsatz von Photovoltaik-<br />
Modulen auch für die Solarthermie geeignet sind, gefiltert werden. Es wird angenommen,<br />
dass Dachflächen, die kleiner als 30 m² sind, als Garagendächer angesehen werden, die<br />
nicht für die Solarthermie berücksichtigt werden und Dachflächen, die größer als 500 m²<br />
aufweisen, Dachflächen von Industriegebäuden sind, bei denen keine solarthermische Notwendigkeit<br />
gegeben ist. Auch werden nur Dachflächen für die Solarthermie berücksichtigt,<br />
die eine installierbare Modulfläche von mindestens 20 m² aufweisen. Dies soll sicherstellen,<br />
dass ausreichend Dachfläche für den parallelen Betrieb von Photovoltaik und Solarthermie<br />
zur Verfügung steht.<br />
Pro Solarthermie-Anlage wird eine Anlagengröße von 7 m² angesetzt. Dies entspricht nahezu<br />
dem Durchschnitt der in der in Vergangenheit in <strong>Ingelheim</strong> installierten Fläche pro Anlage<br />
(laut BAFA).<br />
Durch die Analyse ergibt sich, dass in <strong>Ingelheim</strong> etwa 4.700 potenziell für den Einsatz von<br />
Solarthermie-Anlagen zur Verfügung stehenden Dachflächen, die etwa 33.000 m² bedecken,<br />
vorhanden sind. Es wird allgemein davon ausgegangen, dass je m² Kollektorfläche durchschnittlich<br />
ein jährlicher thermischer Nutzen von 350 kWh th /a erzielbar ist. Hochgerechnet<br />
auf alle Kollektorflächen ergibt sich so ein theoretisch solarthermisches Potenzial von jährlich<br />
etwa 11.500 MWh th /a.<br />
- 21 -
Nach Abzug der von den solarthermischen Anlagen belegten Fläche verbleibt für die Photovoltaik<br />
eine nutzbare Fläche von etwa 635.000 m² Modulfläche übrig, die sich auf die 8.950<br />
Flächen verteilen. Diese Flächen liefern nach den der TSB vorliegenden Rohdaten einen theoretischen<br />
Jahresertrag von ca. 84.000 MWh el /a elektrischen Strom bei einer installierten<br />
Peakleistung von 92.000 kWp el .<br />
Der Tabelle 1-3 können die Ergebnisse der Dachflächenanalyse entnommen werden und das<br />
systematische Vorgehen bei der Dachflächenanalyse ist in Abbildung 1-4 dargestellt.<br />
Tabelle 1-3: Ergebnisse der Dachflächenanalyse<br />
Anzahl<br />
Flächen<br />
Flächengröße<br />
[m²]<br />
theoretischer Ertrag<br />
[MWh el/th /a]<br />
Photovoltaik 8.950 635.000 m² 84.000<br />
Solarthermie 4.700 33.000 m² 11.500<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
- 22 -
Alle vorhandenen Dachflächen<br />
Dachfläche grundsätzlich<br />
geeignet?<br />
JA<br />
NEIN<br />
Ungeeignete Dachflächen<br />
Gebäude steht unter<br />
Denkmalschutz?<br />
NEIN<br />
JA<br />
Ungeeignete Dachflächen<br />
Dachfläche zwischen 30 m² und 500 m²<br />
NEIN<br />
Nutzung Photovoltaik<br />
JA<br />
Installierbare Modulfläche größer 20 m²<br />
NEIN<br />
Nutzung Photovoltaik<br />
JA<br />
Aufteilung<br />
Solarthermie/Photovoltaik<br />
Nutzung Solarthermie<br />
(7 m² pro Dachfläche)<br />
Nutzung Photovoltaik<br />
(restliche Dachfläche)<br />
Abbildung 1-4: Systematik Dachflächenanalyse<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
- 23 -
1.1.4 Potenzial auf Freiflächen<br />
Die Vergütung für Solarstrom aus Freiflächenanlagen ist im (Gesetz für den Vorrang<br />
<strong>Erneuerbare</strong>r <strong>Energien</strong>) in § 32 geregelt. Dazu gehören PV-Anlagen auf Altablagerungs-<br />
/Altstandorten, Pufferzonen im Abstand von 110 m zum Fahrbahnrand von Autobahnen und<br />
Schienenwegen, auf Konversionsflächen und in Gewerbe-/Industriegebieten.<br />
Ausrichtung und Hangneigung der Flächen werden in der vorliegenden Untersuchung nicht<br />
berücksichtigt, da zunächst das Augenmerk auf allgemein in Frage kommende Flächen gelegt<br />
wird. Photovoltaik-Freiflächenanlagen werden aus Gründen der Wirtschaftlichkeit heute üblicherweise<br />
erst auf Flächen ab ca. 4 - 5 ha oder größer errichtet. Bei kleinen Anlagen sind die<br />
spezifischen Kosten je kW p in der Regel höher als für kristalline Module, da beispielsweise die<br />
Kosten für Planung, Erschließung und Netzanbindung für kleine und große Anlagen etwa in<br />
vergleichbarer Höhe anfallen und auch Kosten für Einzäunung oder Blitzschutz bei großen<br />
Anlagen (relativ betrachtet) geringer sind.<br />
Da in <strong>Ingelheim</strong> jedoch wenige Freiflächen ab 4 ha vorhanden sind, wurden in die Untersuchung<br />
alle potentiell relevanten Flächen ab einer Größe von 1 ha einbezogen. Die auf der<br />
Freifläche installierbare Generatorleistung hängt von verschiedenen Kriterien ab, wie der Art<br />
der Module, der Neigung der Fläche oder Abständen zu Zäunen um die Anlage oder schattenwerfenden<br />
Objekten.<br />
Als erster Anhaltspunkt können folgende Kennwerte bei Verwendung von kristallinen Modulen<br />
bzw. Dünnschichtmodulen gelten:<br />
Kristalline Module: 420 kW p /ha<br />
<br />
Dünnschichtmodule (CaTe): 285 kW p /ha<br />
Im Vorfeld der Entscheidung für eine PV-Anlage sollte berücksichtigt werden, dass die Anlage<br />
für einen Zeitraum von mindestens 20 Jahren auf der Fläche verbleiben kann, da dies die<br />
Anlagennutzungsdauer von Solarzellen wiederspiegelt. Ein zwischenzeitlicher Ab- und Wiederaufbau<br />
der Anlage reduziert die eingespeiste Strommenge und die Stromvergütung und<br />
hat damit einen negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage.<br />
- 24 -
1.1.4.1 Ausschlussgebiete<br />
Schutzgebiete<br />
Die Errichtung von Photovoltaikanlagen auf der Freifläche kann dem Schutzzweck bestimmter<br />
Gebiete entgegenstehen, so dass Schutzgebiete im Zuge eines Konzeptes bekannt sein<br />
müssen. Ob eine PV-Anlage innerhalb eines Schutzgebietes tragbar ist, hängt grundsätzlich<br />
immer vom Schutzzweck des entsprechenden Gebietes ab.<br />
In Naturschutz-, FFH-, und Vogelschutzgebieten sowie Naturpark-Kernzonen ist die PV-<br />
Nutzung bislang zumeist ausgeschlossen. Auch das in der Fassung zum 01.01.2012 in Kraft<br />
tretende Gesetz für den Vorrang <strong>Erneuerbare</strong>r <strong>Energien</strong> (EEG) schließt eine Vergütung für<br />
Strom aus PV-Anlagen in Naturschutzgebieten und Nationalparks aus. In Landschaftsschutzgebieten<br />
(und unter Umständen auch in Randgebieten von Biotopverbundflächen) kann die<br />
PV-Nutzung der Flächen möglich sein. In jedem Fall ist immer der Schutzzweck zu überprüfen<br />
und vor weiteren Planungen im Zweifelsfall Rücksprache mit der Unteren Naturschutzbehörde<br />
zu halten.<br />
Folgende Schutzgebiete sind in <strong>Ingelheim</strong> vorzufinden und können über das<br />
(Landschaftsinformationssystem der Naturschutzverwaltung) (LANIS) abgerufen werden:<br />
Landschaftsschutzgebiete<br />
• Rheinhessisches Rheingebiet<br />
• Selztal<br />
Naturschutzgebiete<br />
• Fulderaue – Ilmenaue<br />
• Sandlache<br />
• <strong>Ingelheim</strong>er Dünen und Sande<br />
• Hangflächen um den Heidesheimer Weg<br />
• Nordausläufer Westerberg<br />
• Gartenwiese<br />
Vogelschutzgebiete<br />
• Rheinaue Bingen-<strong>Ingelheim</strong><br />
• Dünen und Sandgebiet MZ-<strong>Ingelheim</strong><br />
• Selztal zwischen Hahnheim und <strong>Ingelheim</strong><br />
Landesweiter Biotopverbund<br />
FFHGebiet<br />
- 25 -
Abstände zur Wohnbebauung<br />
Abstände zur Wohnbebauung sind zwar nicht gesetzlich vorgeschrieben, jedoch empfehlenswert,<br />
um Konflikte zu vermeiden (wie unmittelbare Sichtbeeinträchtigung oder etwaige<br />
Erweiterungsplanungen). Allgemeine Standards existieren nicht. Die Kreisverwaltung Bitburg-<br />
Prüm empfiehlt in ihrem Leitfaden „Großflächige Photovoltaikanlagen im Freiraum – Leitfaden<br />
für Gemeinden zur Bewertung geeigneter Standorte“ pauschal einen Abstand von 200 m<br />
zu Ortslagen und 500 m zu Siedlungsbereichen von „Gemeinden mit der besonderen Funktion<br />
Wohnen“.<br />
PV-Nutzung auf Hochspannungstrassen<br />
In <strong>Ingelheim</strong> verlaufen Hochspannungstrassen auf Flächen, die für eine PV-<br />
Freiflächennutzung interessant sind. Daher stellte sich die Grundsatzfrage, ob diese Flächen<br />
für PV nutzbar sind. Exemplarisch wurde diese Frage dem Energieversorger RWE gestellt,<br />
der angab, PV-Anlagen auch innerhalb des sogenannten Leitungsschutzstreifens unter Hochspannungsleitungen<br />
zuzulassen, jedoch nicht direkt unterhalb der Leitung, da im Winter Eisabwurf<br />
von vereisten Leitungen zu einer Beschädigung der PV-Anlagen führen könnte. Die<br />
entlang der Leitung einzuhaltenden Abstände sind unterschiedlich und hängen von der Höhe<br />
der Masten und Leitungen sowie dem Winkel, in dem die Leitungen schwingen, ab.<br />
Für den konkreten Fall ist eine Anfrage unter Angabe des entsprechenden Flurstücks an den<br />
Netzbetreiber zu richten, der dann Auskunft über die einzuhaltenden Abstände gibt.<br />
- 26 -
1.1.4.2 Ergebnisse der Freiflächenanalyse<br />
In dem vorliegenden Konzept wurde untersucht, welche Freiflächen in <strong>Ingelheim</strong> für die Photovoltaiknutzung<br />
zur Solarstromproduktion in Frage kommen. Ausschlaggebend für den Katalog<br />
der zu untersuchenden Flächen war, ob für Solarstrom aus PV-Anlagen auf diesen Flächen<br />
eine Stromvergütung entsprechend des EEG gewährt wird. Die EEG-Einspeisevergütung<br />
ist noch immer die Grundlage für die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen.<br />
Folgende Standorte gingen in die Untersuchung mit ein:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Altablagerungsflächen und Altstandorte<br />
Pufferzonen entlang der Bundesautobahn (BAB) - (Abstand 110 m zum Fahrbahnrand)<br />
Pufferzonen entlang der Schienenwege - (Abstand 110 m zum Fahrbahnrand)<br />
Konversionsflächen<br />
Gewerbegebiete<br />
Lärmschutzwände<br />
Auch entsprechend des novellierten EEG 2012 gilt, dass für Solarstrom aus PV-Anlagen auf<br />
den o. g. untersuchten Flächen eine EEG-Stromvergütung gezahlt wird.<br />
In die Untersuchung der Alt- und Ablagerungsstandorte gingen Flächen ab einer Größe von<br />
1 ha ein. Außerhalb von Schutzgebieten verbleiben noch 6 von insgesamt 10 Flächen ab<br />
1 ha. Letztlich ist von diesen Flächen keine für PV nutzbar, da hier bereits eine andere Nutzung<br />
besteht (etwa als Straße oder Gewerbefläche), die Flächen schwierigen Besitzverhältnissen<br />
unterliegen oder diese bereits für eine andere Nutzung vorgesehen oder aber nicht<br />
statisch belastbar sind.<br />
Entsprechend des EEG kann für Solarstrom aus PV-Anlagen in einem Abstand von 110 m<br />
entlang von Autobahnen und Schienenwegen (ungeachtet der Art der Fläche) eine Stromvergütung<br />
geltend gemacht werden. Zwar existieren in <strong>Ingelheim</strong> zahlreiche unbebaute Flächen<br />
entlang der BAB 60, welche überwiegend landwirtschaftlich genutzt werden, jedoch<br />
- 27 -
kommt in <strong>Ingelheim</strong> auch eine Vielzahl verschiedener Schutzgebiete zum Tragen, deren<br />
Schutzzwecke berücksichtigt werden müssen und die eine PV-Nutzung in diesen Gebieten<br />
unwahrscheinlich machen. Nach der EEG-Novelle 2012 ist eine Stromvergütung aus PV-<br />
Anlagen in Naturschutzgebieten und Naturparks zudem ausdrücklich ausgeschlossen. Flächen<br />
außerhalb von Natur-, Vogelschutz- oder FFH-Gebieten und außerhalb des landesweiten<br />
Biotopverbunds liegend sind entweder zu klein, um für eine Investition interessant zu<br />
sein (Ikasee-Böschungen), oder bereits für eine andere Nutzung vorbehalten (Ecke BAB 60 /<br />
Sporkenheimer Straße).<br />
Jedoch kommen bei Sporkenheim u. U. innerhalb des landesweiten Biotopverbunds gelegene<br />
Autobahnpufferzonen nördlich und südlich der BAB 60 mit einer Größe von 5,8 ha bzw.<br />
18,3 ha für eine PV-Nutzung in Frage. Dies wäre von Seiten der Stadt <strong>Ingelheim</strong> mit der Unteren<br />
Naturschutzbehörde zu klären. Es ist denkbar, dass zumindest ein Teil der 18,3 ha<br />
großen Fläche südlich der BAB 60 für PV nutzbar ist, zumal diese an keine weiteren Schutzgebiete<br />
angrenzt und die Autobahn als störendes Element den Biotopverbund bereits zerschneidet.<br />
Ein Großteil der 5,6 km Schienenwege entlang verlaufenden Pufferzonen im Abstand von<br />
110 m liegen entweder innerhalb nicht nutzbarer Schutzgebiete, sind bebaut, oder nach Abzug<br />
des empfohlenen Abstands von 200 m zur Wohnbebauung zu klein für eine PV-Nutzung.<br />
Bei der einzigen größeren, nicht bebauten Fläche außerhalb von Schutzgebieten, handelt es<br />
sich um eine Altablagerungsfläche, welche in der vorausgegangenen Untersuchung zu Altund<br />
Ablagerungsstandorten bereits ausgeschieden ist. Somit bieten die Pufferzonen zu den<br />
Schienenwegen kein PV-Potenzial.<br />
Im <strong>Ingelheim</strong>er Wald existieren Konversionsflächen aus militärischer Nutzung, die heute für<br />
Windkraft genutzt werden. Der hier vorzufindende Borstgrasrasen wird jedoch u. U. einer<br />
PV-Nutzung entgegenstehen. Zudem müssen wegen Schattenwurf Abstände zu den bestehenden<br />
und zukünftigen Windkraftanlagen eingehalten und die Befahrbarkeit der Fläche für<br />
Wartungsarbeiten gewährleistet werden. Bei der anderen zu untersuchenden Fläche handelt<br />
es sich um eine Quarzitabbaufläche, welche sich erst in der Anfangsphase ihrer Nutzung befindet<br />
und mittelfristig noch nicht für die PV-Nutzung zur Verfügung steht. Es ist nicht auszuschließen,<br />
dass die Photovoltaik bis zur Nutzbarkeit dieser Konversionsfläche bereits Netzpa-<br />
- 28 -
ität erlangt hat und wirtschaftlich nicht mehr von einer EEG-Vergütung und den im EEG definierten<br />
Flächenrestriktionen abhängt. Netzparität ist erreicht, wenn die Stromgestehungskosten<br />
aus selbst erzeugtem Strom denen vom eingekauften Strom über einen Stromanbieter<br />
entsprechen.<br />
Gewerbegebiete sind aufgrund der erzielbaren Einnahmen aus Flächenverpachtung/-verkauf<br />
und Gewerbesteuereinnahmen interessante Einnahmequellen für Städte und Gemeinden.<br />
Daher ist davon auszugehen, dass eine PV-Nutzung noch verfügbarer Flächen in bestehenden<br />
Gewerbegebieten sowie freien Flächen in geplanten Gewerbegebieten wirtschaftlich<br />
nicht den notwendigen Anreiz bietet, um von einer gewerblichen Bebauung dieser Flächen<br />
abzusehen.<br />
Um das Flächenpotenzial auszuweiten, wurde auch die Nutzbarkeit von Lärmschutzwänden<br />
untersucht. Da Lärmschutzwände im EEG wie Bauwerke gehandhabt werden, wird der Solarstrom<br />
aus dortigen PV-Anlagen (wie der von PV-Gebäudeanlagen) vergütet und erhält somit<br />
eine höhere Stromvergütung als der Strom aus PV-Freiflächenanlagen. Die untersuchten<br />
Lärmschutzwände in <strong>Ingelheim</strong> entlang der neuen Ortsumgehung bieten ebenfalls nur wenig<br />
PV-Potenzial. Die Wand aus Gabionen ist ungeeignet für eine PV-Nutzung. Die holzkonstruierte<br />
Lärmschutzwand entlang der Bahnstrecke verläuft größtenteils nah an Wohngebäuden,<br />
welche die PV-Module verschatten und somit zu Ertragseinbußen führen würden. Im Bereich<br />
nahe dem Bahnhof müssten vor PV-Nutzung der Lärmschutzwand schattenwerfende Bäume<br />
gestutzt werden.<br />
Sollte das aus Artenschutzgründen derzeit noch strittige Gewerbegebiet in Sporkenheim gebaut<br />
und eine Lärmschutzwand geplant werden, ist es sinnvoll, eine PV-Nutzung der Lärmschutzwand<br />
frühzeitig bei der Planung vorzusehen.<br />
Des Weiteren wurde in einem Exkurs die PV-Nutzbarkeit des Lärmschutzwalls entlang der<br />
Landstraße 419 am östlichen Ortsausgang beleuchtet. Prinzipiell erhält Solarstrom aus Anlagen<br />
auf Lärmschutzwällen keine EEG-Vergütung, da das EEG nur eine Vergütung für PV-<br />
Anlagen auf Lärmschutzwänden vorsieht. Inwiefern einer nachträglich installierten PV-Anlage<br />
auf einem bestehenden Lärmschutzwall die Funktion einer Lärmschutzwand zugeschrieben<br />
- 29 -
werden kann, um noch eine EEG-Vergütung zu erhalten, ist ein ungeklärter Punkt, der im<br />
Bedarfsfall anhand eines Verfahrens bei der EEG-Clearingstelle zu klären ist.<br />
Als Flächenpotenzial für die PV-Freiflächennutzung in <strong>Ingelheim</strong> verbleiben im Wesentlichen<br />
somit nur 2 Autobahnpufferflächen in Sporkenheim, sofern deren Lage im landesweiten Biotopverbund<br />
aus Sicht der Unteren Naturschutzbehörde keinen Hinderungsgrund darstellt<br />
(Siehe Abbildung 1-5). Eventuell könnten noch kleinere Abschnitte der Lärmschutzwand entlang<br />
der Schienenwege für Photovoltaik genutzt werden.<br />
Abbildung 1-5: Untersuchte Flächen und PV-Freiflächen-Potenzial<br />
Quelle: GIS, Bearbeitung durch TSB<br />
Bei den Autobahnpufferzonen wird eine Nutzbarkeit der südlichen Fläche als wahrscheinlicher<br />
angesehen. Mit insgesamt 18,3 ha scheint die Fläche hinreichend groß, um auch bei unterschiedlichen<br />
Besitzverhältnissen eine zusammenhängende Fläche von wirtschaftlich interessanter<br />
Größe für die PV-Nutzung gewinnen zu können.<br />
- 30 -
1.1.5 Zusammenfassung Potenzial aus solarer Strahlung<br />
Die Potenzialanalyse hat ergeben, dass in <strong>Ingelheim</strong> noch ein großes Potenzial zur Nutzung<br />
der solaren Strahlung durch Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen besteht.<br />
Auf Seiten der Photovoltaik ergeben sich insgesamt ca. 8.900 Dachflächen mit einer installierbaren<br />
Modulfläche von etwa 64 ha, die zur Stromerzeugung genutzt werden können. Bei<br />
der Belegung dieser gesamten Dachflächen ergibt sich ein theoretisches Ertragspotenzial von<br />
jährlich etwa 83.800 MWh el .<br />
Für die Nutzung von Dachflächen durch Solarthermie ist ein Potenzial von 4.700 Dachflächen<br />
vorhanden. Diese würden einen theoretischen Wärmeertrag von 11.600 MWh th pro Jahr generieren.<br />
Die Flächenanalyse für Freiflächen hat das prinzipielle Vorhandensein von Flächen<br />
aufgedeckt. Allerdings sollen diese nach Auskunft der Stadtverwaltung anderweitig und nicht<br />
für die erneuerbare Energiegewinnung genutzt werden.<br />
Die Zusammenfassung der Ergebnisse der Potenzialanalyse aus solarer Strahlung kann der<br />
Tabelle 1-4 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-4: Ergebnisse Potenzialanalyse<br />
Einheit Photovoltaik Solarthermie Freifläche<br />
Anzahl Dachflächen - 8.948 4.700<br />
Modul/Kollektorfläche ha 63,6 3,3<br />
Nennleistung kWp 91.800 -<br />
-<br />
Theoretisches Ertragspotenzial MWh el/th /a 83.800 11.600<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
- 31 -
1.1.6 Szenario 2020<br />
Eine Vorhersage über den weiteren Verlauf des Ausbaus von Photovoltaik- und Solarthermieanlagen<br />
ist nur schwer zu treffen. Gerade die letzten Vergütungskürzungen im EEG haben<br />
die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen negativ beeinflusst.<br />
Trotzdem kann davon ausgegangen werden, dass durch weiter sinkende Produktions- und<br />
Herstellungskosten für Solarmodule und –kollektoren und einem weiter steigenden Energiepreis<br />
die Ausbaurate bei Photovoltaik- und Solarthermieanlagen auf dem bisherigen Level<br />
aufrechterhalten wird.<br />
Für <strong>Ingelheim</strong> bedeutet dies, dass pro Jahr etwa 40 Photovoltaik- und 20 Solarthermieanlagen<br />
zum jetzigen Bestand hinzukommen. Hieraus ergibt sich, dass im Jahr 2020 etwa 600<br />
Photovoltaik- und etwa 400 Solarthermieanlagen in <strong>Ingelheim</strong> bestehen werden.<br />
Es wird davon ausgegangen, dass jede neu gebaute Photovoltaik-Anlage den rechnerischen<br />
Durchschnitt von 9 MWh el pro Jahr erzielt – abgeleitet aus dem theoretisch vorhandenem Ertragspotenzial<br />
von 83.800 MWh el pro Jahr bei ca. 8.950 verfügbaren Flächen.<br />
Bei der Solarthermie errechnet sich der Ertrag pro neu gebauter Anlage aus der durchschnittlichen<br />
Kollektorfläche von 7 m² je Anlage und dem Ertrag von 350 kWh th pro Quadratmeter<br />
Kollektorfläche. Dies bedeutet einen durchschnittlichen Ertrag von ca. 2,45 MWh th<br />
pro Jahr und Anlage.<br />
Auf das Jahr 2020 hochgerechnet würde dies bedeuten, dass etwa 7.100 MWh el elektrischer<br />
Strom und etwa 1.000 MWh th thermische Leistung pro Jahr erzeugt wird.<br />
Eine Übersicht über das möglicherweise genutzte Potenzial durch solare Strahlung im Jahr<br />
2020 kann der Tabelle 1-5 entnommen werden.<br />
- 32 -
Tabelle 1-5: Genutztes Potenzial aus solarer Strahlung 2020<br />
Photovoltaik<br />
Solarthermie<br />
Anlagenbestand 2010 Anlagen ca. 200 ca. 190<br />
Zubaurate Anlagen/a 40 20<br />
Anlagenbestand 2020 Anlagen ca. 600 ca. 400<br />
Voraussichtlicher Ertrag 2020 MWh el/th /a 7.100 1.000<br />
Zum Vergleich:<br />
Stromverbrauch 2010*<br />
Wärmeverbrauch 2010*<br />
* exklusive Verkehr und Industrie<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
MWh el /a<br />
MWh th /a<br />
78.000<br />
267.000<br />
- 33 -
1.2 Windenergie<br />
1.2.1 Technik<br />
Windenergieanlagen nutzen die im Wind vorhandene kinetische Energie zur Stromerzeugung.<br />
Dies kann einerseits durch Widerstandsläufer realisiert werden, bei denen der Wind dazu benutzt<br />
wird, eine Fläche vor sich her zu treiben und dadurch in Rotation versetzt wird. Andererseits<br />
gibt es Auftriebsläufer, bei denen der Wind die umströmten Rotorblätter durch das<br />
Auftriebsprinzip in Rotation versetzt. Auftriebsläufer gibt es in horizontaler und vertikaler<br />
Ausführung.<br />
Der Auftrieb entsteht durch die spezielle Formgebung von Rotorblättern, durch die der Wind<br />
auf Ober- und Unterseite des Rotorblatts unterschiedliche Weglängen zurücklegen muss.<br />
Dies führt zu einem Unterdruck auf der Oberseite und einem Überdruck auf der Unterseite<br />
eines Rotorblattes, aus der eine senkrecht zum Wind wirkende Auftriebskraft resultiert und<br />
die Rotoren in Bewegung setzt.<br />
Die Rotation wird über die Nabe und meist über eine Getriebeübersetzung an einen Generator<br />
weitergegeben, in dem Strom erzeugt wird. Durch Umrichtung und Transformation wird<br />
der erzeugte Strom den Netzanforderungen angepasst und anschließend in das Stromnetz<br />
eingespeist.<br />
Der prinzipielle Aufbau und die dazugehörigen Komponenten einer Windenergieanlage (WEA)<br />
mit horizontaler Achse sind in Abbildung 1-6 dargestellt und werden nachstehend näher kurz<br />
beschrieben.<br />
Aufgabe des Turms ist es, die Rotorblätter in einer möglichst hohen Höhe installieren zu<br />
können, da mit zunehmender Höhe über dem Boden die Windhöffigkeit und die Windhäufigkeit<br />
zunimmt. Auch muss die Turmhöhe an die Größe des Rotordurchmessers angepasst<br />
sein.<br />
Es gibt verschiedene Arten von Türmen für Windkraftanlagen. Die gängigste Variante sind<br />
konische Stahlrohrtürme, welche aus ausgeschnittenen, gerollten und anschließend verschweißten<br />
Stahlblechen hergestellt werden und wegen der benötigten Turmhöhe aus mehreren<br />
Segmenten bestehen.<br />
- 34 -
Um ein Kippen einer Windkraftanlage zu verhindern, ist je nach Boden- und Anlagenbeschaffenheit<br />
ein entsprechend dimensioniertes Fundament notwendig. Ein Fundament besteht aus<br />
einem in einer Schalung befindlichen Stahlgeflecht, das mit Beton ausgegossen wird. Zusätzlich<br />
ist meist eine Tiefengründung notwendig, um die auftretenden Kräfte und Lasten in den<br />
Boden ableiten zu können.<br />
Abbildung 1-6: Komponenten einer Horizontal-Windenergieanlage<br />
Quelle: (VDE)<br />
Die meisten Windenergieanlagen werden mit drei Rotorblättern ausgestattet, da sich diese<br />
Blattanzahl als die effektivste und laufruhigste herausgestellt hat. Moderne Rotorblätter bestehen<br />
aus leichten Kohlefaser- oder Glasfaser-Verbundmaterialien, die eine hohe Steifigkeit<br />
und Zugfestigkeit aufweisen, um die Kräfte der rotierenden Blätter aufzunehmen. Konstruktiv<br />
besteht ein Rotorblatt aus zwei Halbschalen, die miteinander durch innenliegende Stege verbunden<br />
und verklebt sind. Des Weiteren haben die meisten Rotorblätter ein integriertes<br />
Blitzschutzsystem, um die von Blitzen eingebrachte Energie in den Boden abzuleiten. Das<br />
Profil von Rotorblättern ist über die Rotorblattlänge hin verwunden, um die jeweilig vorliegenden<br />
Anströmungsgeschwindigkeiten und -winkel – die sich mit der Entfernung zur Narbe<br />
verändern – optimal auszunutzen.<br />
- 35 -
Anhand einer automatischen Rotorblattverstellung kann Einfluss auf den Anströmungswinkel<br />
und somit auf die Drehzahl des Rotors und der Leistung der Anlage genommen werden. Bei<br />
schwachem Wind kann über ein sogenanntes Pitchgetriebe das Rotorblatt so verstellt werden,<br />
dass es mit voller Breite im Wind steht. Bei zunehmendem Wind wird der Anstellwinkel<br />
reduziert und kann soweit ausgerichtet werden, dass die Rotorblätter parallel zur Windströmung<br />
stehen („Fahnenstellung“) und der Rotor sich nicht mehr dreht. Durch die Pitchregelung<br />
kann somit trotz schwankender Windgeschwindigkeiten die Rotorblattdrehzahl nahezu<br />
konstant gehalten werden, was für einen gleichmäßigen und somit verschleißärmeren Betrieb<br />
von Getriebe und Generator führt.<br />
Moderne Windkraftanlagen haben auch eine automatische Windnachführung anhand eines<br />
sogenannten Azimuts. Hierbei wird durch Elektromotoren und einem Getriebesystem das<br />
komplette Maschinenhaus dem Wind nachgeführt. Die Windrichtung wird dabei von entsprechenden<br />
Sensoren ermittelt. Um im Laufe der Zeit eine Verdrillung von Kabeln im Inneren<br />
der Windkraftanlage zu verhindern, ist in den Windnachführungssystemen eine Steuerung<br />
eingebaut, die die Position des Maschinenhauses kontrolliert und gegebenenfalls dafür sorgt,<br />
dass bei zu häufigem Drehen des Maschinenhauses in dieselbe Richtung sich das Maschinenhaus<br />
in die entgegengesetzte Richtung dreht, um die Kabel zu entdrillen.<br />
Innerhalb des Generators wird die mechanische Energie der sich drehenden Wellen in elektrische<br />
Energie umgewandelt. Dies erfolgt bei modernen, großen Anlagen meist durch einen<br />
Asynchrongenerator. Die Generatorwelle - auch Anker oder Läufer genannt - dreht sich innerhalb<br />
eines in einem Gehäuse befindlichen Stator mit einer schnelleren Geschwindigkeit als<br />
das fremderregte Magnetfeld und erzeugt somit Elektrizität. Ein kleiner Luftspalt trennen<br />
Läufer und Stator. Wegen des hohen Leistungsumsatzes innerhalb eines Generators muss<br />
dieser meist Wasser- oder Ölgekühlt werden.<br />
Da die erzeugte elektrische Energie nur unter Einhaltung der Netzfrequenz (50 Hz) in das öffentliche<br />
Netz eingespeist werden darf, die Drehzahl des Rotors bzw. des Läufers allerdings<br />
variabel ist, muss eine entsprechende Anpassung erfolgen. Dies geschieht durch einen Frequenzumrichter.<br />
Ein Frequenzumrichter besteht aus einem Gleichrichter der einen Gleichspannungszwischenkreis<br />
speist, in dem anhand von Kondensatoren und Widerständen die<br />
Gleichspannung geglättet wird. Anschließend wird mit Hilfe eines Wechselstromrichters der<br />
- 36 -
Gleichstrom wieder in Wechselstrom mit gewünschter Spannung und Frequenz umgewandelt<br />
und kann anschließend in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.<br />
Abbildung 1-7 zeigt exemplarisch die Leistungskurve einer Windenergieanlage. Sie ist eine<br />
Funktion der von der Windenergieanlage abgegebenen Leistung über die Windgeschwindigkeit.<br />
Damit sich die Rotorblätter einer Windenergieanlage zu drehen beginnen muss die sogenannte<br />
Einschaltgeschwindigkeit erreicht werden. Bei modernen Anlagen liegt diese bei ungefähr<br />
2 bis 3 Metern pro Sekunde.<br />
Mit steigender Windgeschwindigkeit steigert sich auch die abgegebene Leistung der Windenergieanlage.<br />
Bei Erreichen einer sogenannten Nennwindgeschwindigkeit (meist zwischen<br />
13 m/s bis 15 m/s) erreicht eine WEA ihre Nennleistung. In Abbildung 1-7 liegt die Nennleistung<br />
bei 3,05 MW bei einer Nennwindgeschwindigkeit von 13 m/s.<br />
Bei Windgeschwindigkeiten oberhalb der Nenngeschwindigkeit erhöht sich die abgegebene<br />
Leistung einer Windenergieanlage nicht weiter und durch die Verstellung der Blattwinkelstellung<br />
wird die Rotordrehzahl auch mit zunehmendem Wind nicht weiter erhöht.<br />
Abbildung 1-7: Leistungsverlauf einer Enercon E-101<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
- 37 -
Bei Erreichung der sogenannten Abschaltwindgeschwindigkeit stoppt die Windenergieanlage<br />
automatisch und es wird keine Leistung mehr von der Windenergieanlage abgegeben. Die<br />
Rotorblätter werden in die „Fahnenstellung“ gefahren und stoppen, um einer mechanischen<br />
Zerstörung der Rotorblätter anhand der hohen Windgeschwindigkeit zu entgehen. Bei modernen<br />
Anlagen liegt die Abschaltwindgeschwindigkeit in der Regel bei 25 – 30 Metern pro<br />
Sekunde Windgeschwindigkeit.<br />
1.2.1.1 Umweltwirkung<br />
Durch die sich im Wind drehenden Rotorblätter wird von einer Windkraftanlage Schallwellen<br />
emittiert. Während bei höheren Windgeschwindigkeiten das natürliche Windgeräusch<br />
dominiert, ist für die Umwelt die Schallemission bei geringen und mittleren Windgeschwindigkeit<br />
maßgeblich relevant für einen negativen Umwelteinfluss. Allerdings gibt es durch die<br />
Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) Vorgaben für die Geräuschemission<br />
von Windkraftanlagen, die nicht überschritten werden dürfen. Hierzu muss vor der Baugenehmigung<br />
ein entsprechender Nachweis durch ein Gutachten erbracht werden. Auch setzen<br />
sich mehr und mehr getriebelose Windkraftanlagen auf dem Markt durch, die im Vergleich zu<br />
Anlagen mit Getrieben einen geräuschärmeren Betrieb sicherstellen. Auch sind einzelne<br />
Komponenten einer Windenergieanlage konstruktiv getrennt bzw. gekapselt, so dass sich<br />
eventuell ausbreitender Körperschall nur noch auf einen kleinen Teilbereich der Anlage begrenzt<br />
und kein größerer Resonanzkörper zur Verfügung steht.<br />
Unter bestimmten Voraussetzungen konnte es bei älteren Windenergieanlagen zum sogenannten<br />
Diskoeffekt kommen. Darunter versteht man regelmäßig wiederkehrende Spiegelungen<br />
der Rotorfläche unter der Sonneneinstrahlung. Moderne Rotorblätter besitzen heute<br />
eine spezielle, reflexionsarme Beschichtung, die diesen Effekt nahezu komplett eliminiert.<br />
Ein weiteres Problem von Windenergieanlagen ist der Schattenwurf. Speziell durch die sich<br />
drehenden Rotorblätter kann es zu einem periodischen Schattenwurf kommen, der sich negativ<br />
auf Psychologie und Physiologie von im Schattenwurfgebiet lebenden Anwohnern auswirken<br />
kann. Heutzutage gibt es spezielle Softwaretools, mit denen der Schattenwurf einer<br />
Windkraftanlage an einem Standort über das Jahr hinweg simuliert werden kann. Unter Be-<br />
- 38 -
ücksichtigung dieser Ergebnisse und entsprechender Gestaltung des Windparks kann das<br />
Problem des Schattenwurfs minimiert werden.<br />
Die Rotorblätter einer Windenergieanlage können unter gewissen meteorologischen Bedingungen<br />
Eis ansetzen. Da dies die Aerodynamik stört und das Gewicht der Rotorblätter erhöht,<br />
bieten die Windkraftanlagenhersteller Rotorblattheizungen an. Aber auch in so einem<br />
Fall kann es zu einem unkontrollierten Eisabwurf kommen. Laut (Kaltschmitt, 2003) ist das<br />
Risiko, von einem Eisabbruch einer Windenergieanlage erheblich verletzt zu werden, vergleichbar<br />
mit dem Risiko, von einem Blitz getroffen zu werden.<br />
Vögel, die durch die Rotorfläche fliegen, können von den Rotorblättern getroffen werden.<br />
Man spricht dann von einem Vogelschlag. Allerdings tritt dieses Phänomen laut<br />
(Kaltschmitt, 2003) nur recht selten auf. So hat eine zweijährige Studie an neun Windkraftanlagen<br />
gezeigt, dass an sieben dieser Standorte insgesamt 32 Vogelschlagopfer zu registrieren<br />
waren. Dies bedeutet, dass laut dieser Studie pro Jahr und Windenergieanlage mit etwa<br />
2,5 Vogelschlägen zu rechnen ist.<br />
Windenergieanlagen können, je nach Empfinden, einen negativen Einfluss auf das Landschaftsbild<br />
haben. Durch die Bauhöhe von Windenergieanlagen von inzwischen mehr als 100<br />
Metern sind diese über eine weite Distanz hin sichtbar. Auch sind meist mehrere Windenergieanlagen<br />
in einem Windpark gebündelt, die auch noch vorzugsweise an exponierten, erhöhten<br />
Standorten aufgestellt sind. Durch einige Maßnahmen lässt sich die negative Beeinflussung<br />
auf das Landschaftsbild minimieren. So werden etwa massive Türme oftmals als<br />
weniger störend empfunden als eine Gittermastbauweise. Auch werden Rotorblätter mit größerem<br />
Durchmesser, die sich bei gleicher Windgeschwindigkeit langsamer drehen als kleine<br />
Rotorblätter, als subjektiv weniger störend empfunden. Trotzdem bleibt die negative Auswirkung<br />
von Windenergieanlagen auf das Landschaftsbild wohl das größte Problem bei der Akzeptanz<br />
von Windenergieanlagen.<br />
Laut (Thomas, 2011) liegt die energetische Amortisation – die Zeit bis die für Bau, Betrieb<br />
und Demontage eine Windenergieanlage benötigte Energie wieder durch diese erzeugt wurde<br />
– je nach Standort zwischen 4,7 und 6,8 Monaten.<br />
- 39 -
1.2.2 Ist-Analyse<br />
Im Stadtgebiet von <strong>Ingelheim</strong> sind keine Windkraftanlagen vorhanden. Über das Vorhandensein<br />
von Kleinwindkraftanlagen liegen keine Informationen vor.<br />
Allerdings gehört der Stadt <strong>Ingelheim</strong> noch ein Waldgebiet in der Nähe der Gemeinde Daxweiler.<br />
Dieses als <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald bekannte Gebiet hat eine Größe von ca. 1.200 ha<br />
und erstreckt sich über eine Länge von etwa 6 Kilometern zwischen Daxweiler und Dichtelbach<br />
und wird im Westen durch die Bundesstraße 50 abgegrenzt. Höchster Punkt des <strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwaldes (und zugleich einer der höchsten Bergkuppen des Hunsrücks) ist der<br />
Kandrich mit einer Höhe von 637 m ü. NHN. Der Wald auf dem Kandrich wurde in der Zeit<br />
des kalten Krieges gerodet und zuerst als Radarstation und anschließend als Raketenbasis<br />
genutzt.<br />
Heute wird der Kandrich nicht mehr militärisch, sondern energetisch genutzt. Da die Bergkuppe<br />
bereits gerodet ist und daher keine großen Eingriffe in die Natur erforderlich waren,<br />
wurden zwischen den Jahren 1999 und 2005 insgesamt drei Windkraftanlagen auf dem Kandrich<br />
errichtet.<br />
Weiterreichende Informationen zu den bestehenden Anlagen können der Tabelle 1-6 entnommen<br />
werden.<br />
Tabelle 1-6: Bestehende Windkraftanlagen auf dem Kandrich<br />
Anlage 1 Anlage 2 Anlage 3<br />
Datum Inbetriebnahme<br />
17.08.1999 19.10.2000 Oktober 2005<br />
Anlagenhersteller<br />
Enercon Enercon Enercon<br />
Typenbezeichnung<br />
E-66 E-66/18.70 E-70<br />
Nennleistung<br />
1.500 kW 1.800 kW 2.000 kW<br />
Rotordurchmesser<br />
66 m 70 m 71 m<br />
Nabenhöhe<br />
67 m 65 m 113 m<br />
Bisheriger Stromertrag [MWh el ]<br />
Stand 31.05.2012<br />
38.500 33.500 34.900<br />
Quelle: Eigene Darstellung nach Angaben von (www.kandrich.de)<br />
- 40 -
Im Jahr 2011 haben die drei Anlagen zusammen 10.300 MWh el Strom erzeugt. Dies entspricht<br />
etwa 12,5 % des <strong>Ingelheim</strong>er Stromverbrauchs, exklusive dem Sektor Industrie.<br />
Das Gebiet des <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwaldes (schwarz gestrichelte Linie) und die Standorte der<br />
drei bestehenden Windkraftanlagen (blaue Punkte) kann der Abbildung 1-8 entnommen<br />
werden.<br />
Laut (Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg - Teilfortschreibung "Windkraft" -)<br />
wird um die drei bestehenden Windkraftanlagen eine weitere Fläche von ca. 70 Hektar als<br />
Sondergebiet für die Nutzung der Windenergie ausgewiesen (Siehe Abbildung 1-9). Der<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald gehört zwar der Stadt <strong>Ingelheim</strong>, aber die Planung der Flächennutzung<br />
liegt bei der Verbandsgemeinde Stromberg.<br />
Abbildung 1-8: <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald mit eingezeichneten WKA-Standorten<br />
(blaue Punkte)<br />
Quelle: Stadt <strong>Ingelheim</strong>, durch TSB bearbeitet<br />
- 41 -
Nach Aussage von (GEDEA <strong>Ingelheim</strong>, 2012) ist für das Jahr 2012 der Bau von zwei weiteren<br />
Windkraftanlagen auf dem Gebiet des <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwaldes geplant. Als Anlagentyp sollen<br />
Enercon E-101 mit einer Nennleistung von je 3,05 MW el zum Einsatz kommen.<br />
Weitere drei Anlagen – ebenfalls vom Typ Enercon E-101 mit einer Nennleistung von je<br />
3,05 MW el – sollen bis voraussichtlich Ende 2013 installiert werden, so das bis Ende 2013<br />
insgesamt acht Anlagen mit einer installierten Leistung von insgesamt 20,55 MW el auf dem<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald aufgestellt sein werden.<br />
Abbildung 1-9: Ausgewiesenes Sondergebiet für die Nutzung der Windenergie auf dem<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald<br />
Quelle: (Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg - Teilfortschreibung "Windkraft" -)<br />
- 42 -
1.2.3 Potenzial aus Repowering<br />
Unter Repowering versteht man das Ersetzen einer bereits bestehenden Windkraftanlage<br />
durch eine Neuanlage. Dies ist oftmals sinnvoll, da Altanlagen an meist besonders windhöffigen<br />
Gebieten aufgestellt sind und durch das entsprechende Ersetzen durch eine Neuanlage<br />
eine Anpassung an den aktuellen Stand der Technik erfolgt, was oft einen erheblichen Mehrertrag<br />
bei der Stromerzeugung bedeutet.<br />
Die Vergütungsfähigkeit durch Repowering regelt § 30 des EEG. Demnach muss<br />
eine ersetzte Alt-Anlage vor dem 1. Januar 2002 in Betrieb gegangen sein,<br />
die installierte Leistung der Neuanlage mindestens dem Zweifachen der Alt-Anlage<br />
entsprechen und<br />
die Anzahl der Neuanlagen nicht die Anzahl der Altanlagen übersteigen.<br />
Der erste Punkt trifft auf die beiden Erstinstallierten Windkraftanlagen auf dem Kandrich zu.<br />
Nach Punkt zwei müssten die neu zu errichtenden Anlagen mindestens eine Nennleistung<br />
von 3.000 kW el (Anlage 1) bzw. 3.600 kW el (Anlage 2) vorweisen. So könnte die Anlage 1<br />
zum Beispiel durch eine Enercon E-101 mit 3.050 kW el Nennleistung und die Anlage 2 durch<br />
eine Siemens SWT-3.6 mit einer Nennleistung von 3.600 kW el ersetz werden.<br />
Bei einer vorliegenden mittleren Windhöffigkeit von 6,8 bis 7,2 Metern pro Sekunde auf dem<br />
bisherigen Standort der Windkraftanlagen und Berücksichtigung des Leistungswertes der jeweiligen<br />
Anlage laut Hersteller kann mit einem Stromertrag von jeweils etwa 9.000 MWh el<br />
pro Jahr gerechnet werden, was etwa einer Verdreifachung der bisherigen Anlagenerträge<br />
bedeutet. Siehe hierzu<br />
- 43 -
Tabelle 1-7.<br />
- 44 -
Tabelle 1-7: Übersicht Repowering<br />
Anlage 1 Anlage 2<br />
Bisherige Anlage - Enercon E-66 Enercon E-66/18.70<br />
Bisherige Nennleistung kWh el 1.500 1.800<br />
Bisheriger Ertrag MWh el /a 3.000 3.000<br />
Neue Anlage - Enercon E-101 Siemens SWT-3.6<br />
Nennleistung Neuanlage kWh el 3.050 3.600<br />
Theoretischer Ertrag Neuanlage MWh el /a 9.000 9.000<br />
Volllaststunden h/a 2.955 2.550<br />
Ertragsdifferenz MWh el /a 6.000 6.000<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
Nach einer Laufzeit von 15 Jahren fällt die ursprüngliche Vergütung bei Inbetriebnahme auf<br />
die Mindestvergütung nach dann aktuellem EEG zurück. Dies wird bei den Anlagen im Jahr<br />
2014 bzw. 2015 der Fall sein. Nach (GEDEA <strong>Ingelheim</strong>, 2012) wird zu diesem Zeitpunkt die<br />
Möglichkeit des Repowering geprüft.<br />
1.2.4 Potenzial aus dem Bau neuer Anlagen<br />
Die Vergütungsfähigkeit von erzeugtem Strom aus Windenergie regelt § 29 des EEG.<br />
Neuanlagen können theoretisch auf dem Stadtgebiet von <strong>Ingelheim</strong> sowie auf dem <strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwald aufgestellt werden. Für beide Gebiete wird nachstehend eine Analyse<br />
durchgeführt, um für die Aufstellung von Windkraftanlagen mögliche Flächen aufzudecken.<br />
Bei der Flächenanalyse sind Ausschlusskriterien und Abstandsempfehlungen zu berücksichtigen.<br />
Grundlage hierfür ist der (Hinweis zur Beurteilung der Zulässigkeit von<br />
Windenergieanlagen, 30. Januar 2006) sowie (Ergänzendes Rundschreiben, 9. Januar 2012).<br />
- 45 -
Auch gibt es Gebiete mit einer eingeschränkten Zulassung. Auf diesen Flächen kann erst<br />
nach entsprechender weitreichender Prüfung eine Zulassung für die Nutzung für den Bau<br />
von Windkraftanlagen erwirkt werden.<br />
Zu den Flächen mit eingeschränkter Zulassung gehören z. B. Naturparkbereiche mit Ausnahme<br />
der Kernzonen, Landschaftsschutzgebiete, Vorrangbereiche für die Wasserwirtschaft,<br />
Vorbehaltsbereiche für den Fremdenverkehr oder weitere für die Gewinnung von Rohstoffen<br />
bedeutsame Flächen. Waldfläche nach dem Landeswaldgesetz ist nach (Ergänzendes<br />
Rundschreiben, 9. Januar 2012) wie eine Freifläche zu behandeln.<br />
Aufgelistete Ausschlussgebiete und Gebiete mit eingeschränkter Zulassung und deren jeweiligen<br />
Abstandsempfehlung zu diesen können der Tabelle 1-8 und<br />
Tabelle 1-9 entnommen werden und sind Grundlage der durchgeführten Flächenanalyse.<br />
Tabelle 1-8: Ausschlussgebiete und verwendete Abstandsentfernung<br />
Siedlung<br />
Infrastruktur<br />
Wohnbauflächen, Dorf-/Mischgebiet sowie Einrichtungen für Gesundheit,<br />
Bildung und Kultur<br />
Wohnbauflächen und Flächen mit gemischter Nutzung im Außenbereich<br />
(z. B. Einzelgehöfte)<br />
Industrie- und Gewerbeflächen<br />
Einrichtungen für Freizeit und Erholung, Wochenendhausgebiete,<br />
Freizeitparks, Ferienparks, Campingplätze<br />
Bundesautobahnen, Bundesstraßen, Landesstraßen<br />
Bahntrassen<br />
Hochspannungsfreileitungen<br />
Verkehrslandeplätze<br />
Segelfluggelände<br />
Sende-, Funk- und Fernmeldetürme<br />
Abstand<br />
[m]<br />
1.000<br />
400<br />
300<br />
600<br />
150<br />
100<br />
200<br />
2.500<br />
2.500<br />
2.500<br />
- 46 -
Natur<br />
Sonstiges<br />
Naturschutzgebiet, Nationalparke nach § 24 BNatSchG, Kernzone<br />
Biosphärenreservate § 25 BNatSchG, Naturdenkmale und geschützte<br />
Landschaftsbestandteile im Sinne des vierten Abschnitts<br />
des Landesnaturschutzgesetzes (LNatSchG), Flächen i.S.d. § 28<br />
Abs. 3 LNatSchG, Wasserschutzgebiete (Zone 1), Biotopschutzwald<br />
nach § 18 LWaldG, Naturwaldreservate nach § 19 des Landeswaldgesetzes<br />
(LWaldG),<br />
Vorrangbereiche für Arten- und Biotopschutz, Vorrangbereiche für<br />
den Ressourcenschutz, Vorrangbereiche für Rohstoffgewinnung<br />
Richtfunkstrecken<br />
Hauptvogelzuglinien- und rastplätze<br />
200<br />
200<br />
50<br />
200<br />
Tabelle 1-9: Gebiete mit eingeschränkter Zulassung<br />
Naturparkbereiche mit Ausnahme der Kernzonen sowie Landschaftsschutzgebiete<br />
Biosphärenreservate außerhalb von Kern- und Stillezonen<br />
Natura 2000-Gebiete, vorbehaltlich der Ergebnisse einer durchzuführenden<br />
Verträglichkeitsprüfung i.S.d. §§ 34 und 35 des Bundesnaturschutzgesetzes<br />
Regionale Grünzüge, Grünzäsuren<br />
Vorrangbereiche für die Wasserwirtschaft<br />
Vorbehaltsbereiche für den Fremdenverkehr<br />
Weitere für die Gewinnung von Rohstoffen bedeutsame Flächen<br />
Landschaftsbildelemente von regionaler Bedeutung (kulturhistorisch, geologisch<br />
und geomorphologisch besonders bedeutsame Gebiete)<br />
Wasserschutzgebiete der Zone 2 und 3; Heilquellenschutzgebiete; Überschwemmungsgebiete<br />
Sonstige für die Entwicklung und Erhaltung vorgesehene Flächen vernetzter<br />
Biotopsysteme<br />
Abstand<br />
[m]<br />
-<br />
-<br />
200<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
200<br />
- 47 -
Stadtgebiet<br />
Unter Berücksichtigung der beiden vorgenannten Tabellen wird eine Flächenanalyse des<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Stadtgebietes durchgeführt. Das Ergebnis kann der Abbildung 1-11 entnommen<br />
werden, in der die Ausschlussgebiete und Gebiete mit eingeschränkter Zulassung farblich<br />
eingezeichnet sind. Es verbleibt eine Fläche (Rot eingefärbt) von etwa 345 ha Größe auf der<br />
prinzipiell keine Einschränkung für die Nutzung von Windkraftanlagen besteht.<br />
Die im südöstlichen Stadtgebiet nicht verfügbare Fläche resultiert aus der Abstandsregelung<br />
von 2.500 Meter zum Flugplatz Mainz-Finthen.<br />
Unter Berücksichtigung eines Mindestabstandes zu den jeweiligen Windkraftanlagen von acht<br />
Rotordurchmessern in Hauptwindrichtung und vier Rotordurchmessern quer dazu (Siehe<br />
hierzu Abbildung 1-10) ergibt sich ein theoretisches Potenzial von insgesamt 10 Anlagen vom<br />
Typ Enercon E-101.<br />
Durch die Wahl eines geringeren Mindestabstands kann es zu Luftverwirbelungen kommen,<br />
was zu einer gegenseitigen negativen Beeinflussung der jeweiligen Windkraftanlagen führen<br />
kann und sich in einem geringeren Ertrag und einer verkürzten Lebensdauer wiederspiegelt.<br />
Abbildung 1-10: Flächenbedarf Windpark<br />
Quelle: (SFV)<br />
- 48 -
Abbildung 1-11: Flächenanalyse Stadtgebiet<br />
Quelle: GIS, durch TSB bearbeitet<br />
In Abbildung 1-12 wird die vorhandene Windhöffigkeit im Stadtgebiet anhand des<br />
(Windfeldmodell 100 Meter über Grund), welches der Deutscher Wetterdienst im Auftrag der<br />
Obersten Landesplanungsbehörde Rheinland-Pfalz erstellt hat.<br />
Es zeigt sich, dass mit einer im Jahreswert gemittelten Windgeschwindigkeit von 5,6 bis<br />
6,0 Metern pro Sekunde im betreffenden Gebiet gerechnet werden kann.<br />
Unter Bezugnahme dieser Werte und Berücksichtigung der Leistungskennlinie laut Anlagenhersteller<br />
der Enercon E-101 (ENERCON Produktübersicht) ergibt sich ein jährlicher Ertragswert<br />
pro Anlage von etwa 6.000 MWh el pro Jahr. Die Volllaststunden einer Anlage belaufen<br />
sich auf etwa 2.000 Stunden im Jahr, was im unteren Bereich eines wirtschaftlichen Betriebs<br />
liegt.<br />
- 49 -
Abbildung 1-12: Windhöffigkeit Stadtgebiet<br />
Quelle: GIS, (Windfeldmodell 100 Meter über Grund), Bearbeitet durch TSB<br />
Für alle zehn theoretisch installierbaren Anlagen ergibt sich ein theoretisches Ertragspotenzial<br />
von ca. 60.000 MWh el /a pro Jahr.<br />
Es zeigt sich, dass mit einer im Jahreswert gemittelten Windgeschwindigkeit von 5,6 bis<br />
6,0 Metern pro Sekunde im betreffenden Gebiet gerechnet werden kann.<br />
- 50 -
<strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald<br />
Auch im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald wird eine Flächenanalyse analog zur Flächenanalyse des<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Stadtgebietes durchgeführt. Das Ergebnis kann der Abbildung 1-13 entnommen<br />
werden.<br />
Abbildung 1-13: Flächenanalyse <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald<br />
Quelle: GIS, Bearbeitet durch TSB<br />
Es verbleibt eine Fläche von ca. 560 ha Größe, die theoretisch für den Bau von Windkraftanlagen<br />
genutzt werden kann. Die vorliegende Windhöffigkeit im Gebiet des <strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwaldes ist in Abbildung 1-14 dargestellt.<br />
Der (Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg - Teilfortschreibung "Windkraft" -)<br />
kommt zu einem nahezu identischen Ergebnis (Siehe Abbildung 1-15). Anhand der lilafarben<br />
eingezeichneten Linie wird eine Fläche von etwa 500 Hektar zusätzlich zu den bestehenden<br />
drei Anlagen ausgewiesen mit einer hervorragenden Windhöffigkeit von im Mittel mehr als<br />
6,2 m/s in 80 Metern Höhe über Grund.<br />
- 51 -
Abbildung 1-14: Windhöffigkeit <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald<br />
Quelle: GIS, (Windfeldmodell 100 Meter über Grund), Bearbeitet durch TSB<br />
Abbildung 1-15: Auszug Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg<br />
Quelle: (Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg - Teilfortschreibung "Windkraft" -)<br />
- 52 -
Die Berechnung der möglichen zu errichtenden Windkraftanlagen und deren theoretisches<br />
Ertragspotenzial erfolgt analog zum vorherigen Kapital. Auf den ca. 500 Hektar mit hervorragender<br />
Windhöffigkeit (mittlere Windgeschwindigkeit > 6,2 m/s in 80 Metern über Grund)<br />
gibt es nach Berechnung nach Abbildung 1-10 ein theoretisches Potenzial von 15 Windenergieanlagen<br />
vom Typ Enercon E-101 mit jeweils 3.050 kW el Nennleistung.<br />
Es ergibt sich ein theoretisches Ertragspotenzial von etwa 9.000 MWh el /a pro Anlage. Die<br />
Jahresstromproduktion würde 2.700 Volllaststunden entsprechen, was einen sehr guten Wert<br />
darstellt und einen wirtschaftlichen Betrieb sicherstellt.<br />
Auf alle 15 möglichen Anlagen hochgerechnet ergibt sich ein jährliches theoretisches Ertragspotenzial<br />
von etwa 135.000 MWh el .<br />
- 53 -
Zusammenfassung Neubau<br />
In der Tabelle 1-10 sind die Ergebnisse des theoretischen Potenzials an Windkraftanlagen<br />
und deren jährliche Erträge zusammengefasst.<br />
Tabelle 1-10: Zusammenfassung Neubau Windkraftanlagen<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
Gemarkung<br />
Stadtgebiet<br />
<strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwald<br />
Verfügbare Fläche ha 345 500<br />
Installierbare Anlagen Stück 10 15<br />
Gemittelte Jahreswindgeschwindigkeit m/s 5,5 - 6,0 6,2 - 7,4<br />
Theoretischer Ertrag MWh el /a 60.000 135.000<br />
Volllaststunden je Anlage h/a 2.000 2.700<br />
1.2.5 Potenzial aus Kleinwindkraftanlagen<br />
Als Kleinwindkraftanlagen werden allgemein hin Anlagen mit einer Nennleistung von bis zu<br />
70 kW el bezeichnet. Die Turmhöhe solcher Anlagen überschreitet im Regelfall nicht die 50-<br />
Meter-Grenze, sondern hat meist eine Turmhöhe von maximal 20 Metern.<br />
Die Windhöffigkeit bei diesen geringen Turmhöhen ist erheblich eingeschränkt gegenüber<br />
großen Windkraftanlagen mit höherer Nabenhöhe. Der Wind weht seltener und schwächer.<br />
Auch kommt es durch die Umgebung (z. B. Häuser oder Bäume) zu turbulenten Luftströmungen<br />
und teilweise auch zu schnellen Windrichtungswechseln, welche sich negativ auf das<br />
Betreiben von Kleinwindkraftanlagen auswirken.<br />
Aus den Erfahrungswerten der TSB kann abgeleitet werden, dass Kleinwindkraftanlagen in<br />
<strong>Ingelheim</strong> nicht wirtschaftlich betrieben werden können.<br />
- 54 -
1.2.6 Zusammenfassung Windkraftpotenzial<br />
Für die Stadt <strong>Ingelheim</strong> ergibt sich bei der Nutzung von Windkraft die Möglichkeit des<br />
Repowering und des Baus von Neuanlagen. Das jeweilige theoretische Potenzial kann der<br />
Tabelle 1-11 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-11: Zusammenfassung theoretische Potenziale Windenergie<br />
bestehende<br />
Anlagen<br />
Repowering<br />
(Mehrertrag)<br />
Gemarkung<br />
Stadtgebiet<br />
<strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwald<br />
Fläche ha - - 345 500<br />
Anlagen - 3 2 10 15<br />
Theoretisches<br />
MWh<br />
Potenzial<br />
el /a 11.000 12.000 60.000 135.000<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
1.2.7 Szenario 2020<br />
Für das Jahr 2020 kann realistisch angenommen werden, dass es zu einem Repowering der<br />
zwei ältesten zurzeit im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald befindlichen Windkraftanlagen aus den Jahren<br />
1999 und 2000 kommen wird. Durch die Erneuerung der beiden Anlagen könnte die jetzige<br />
jährliche Stromproduktion von etwa 6.000 MWh el /a auf über 18.000 MWh el /a verdreifacht<br />
werden. Die dritte bestehende Anlage bleibt unverändert mit einem jährlichen Ertrag<br />
von etwa 5.000 MWh el .<br />
Des Weiteren bietet der <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald noch genügend Fläche, um insgesamt 15 Anlagen<br />
auf windhöffigen Gebieten zu installieren. Bereits für das Jahr 2012 sollen zwei Anlagen<br />
und für das Jahr 2013 drei Anlagen jeweils vom Typ Enercon E-101 hinzukommen, so<br />
das Ende 2013 insgesamt acht Anlagen mit einer Nennleistung von 20,55 MW el bestehen<br />
werden, welche sich auf 23,9 MW el durch die Repowering-Maßnahme von zwei Altanlagen<br />
erhöhen könnte. Es besteht ein weiteres Potenzial von theoretisch zehn weiteren Anlagen<br />
auf dem Gebiet des <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwaldes. Es kann davon ausgegangen werden, dass davon<br />
bis zum Jahr 2020 fünf Windkraftanlagen auf dem Gebiet mit hervorragender Windhöffigkeit<br />
errichtet werden können mit einem Ertrag pro Anlage und Jahr von etwa<br />
- 55 -
9.000 MWh el . Dies führt dann zu einem möglichen Anlagenbestand von insgesamt 13 Anlagen<br />
mit einer installierten Leistung von 39,15 MW el , welche etwa 110.000 MWh el elektrischen<br />
Strom pro Jahr produzieren. Eine Anlagenübersicht kann der Tabelle 1-12 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-12: Szenario 2020 Windenergie<br />
Anlage Anzahl Anlagenart<br />
Enercon<br />
E-70<br />
Enercon<br />
E-101<br />
Siemens<br />
SWT-3.6<br />
Enercon<br />
E-101<br />
Enercon<br />
E-101<br />
Enercon<br />
E-101<br />
1<br />
Altanlage<br />
(Okt. 2005)<br />
Nennleistung<br />
[kW el ]<br />
1 Repowering 3.050<br />
1 Repowering 3.600<br />
2<br />
3<br />
5<br />
Neubau<br />
2012<br />
Neubau<br />
2013<br />
Neubau<br />
2014 – 2020<br />
theoretischer<br />
Stromertrag<br />
[MWh el /a]<br />
2.000 5.000<br />
9.000<br />
(+ 6.000)<br />
9.000<br />
(+ 6.000)<br />
6.100 18.000<br />
9.150 27.000<br />
15.250 45.000<br />
Summe 13 - 39.150 113.000<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
Die im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald produzierte Strommenge würde ausreichen, den kompletten<br />
Stromverbrauch der Stadt <strong>Ingelheim</strong> abzudecken – welcher sich im Jahr 2010 auf etwa<br />
80.000 MWh el /a exklusive Industrie belief – und sogar noch einen bilanziellen Stromüberschuss<br />
von etwa 30.000 MWh el pro Jahr zu generieren.<br />
Auch hat sich durch die Flächenanalyse ergeben, dass im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtgebiet theoretisch<br />
zehn Anlagen vom Typ Enercon E-101 installiert werden könnten. Allerdings sprechen<br />
wohl einige Punkte gegen eine Errichtung von Windkraftanlagen im Stadtgebiet.<br />
Akzeptanzhemmnisse auf Grund von Lärm und Schattenwurf<br />
Negative Auswirkungen auf das Landschaftsbild<br />
Knappe Wirtschaftlichkeit (Anzahl Volllaststunden)<br />
Von daher wird in diesem Szenario davon ausgegangen, dass es zu keinem Bau von Anlagen<br />
im Stadtgebiet kommen wird.<br />
- 56 -
1.3 Umweltwärme<br />
Der Bereich Umweltwärme umfasst die folgenden Bereiche:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Erdwärme (Geothermie)<br />
Wärme aus der Außenluft<br />
Abwärme aus technischen Prozessen<br />
Abwärme aus der Abwasserbeseitigung<br />
Die Punkte Abwärme aus technischen Prozessen und aus der Abwasserbeseitigung werden<br />
im <strong>Teilkonzept</strong> Integrierte Wärmenutzung behandelt und sind nicht Umfang der hier vorliegenden<br />
Untersuchung.<br />
1.3.1 Technik<br />
Nachstehend werden die jeweiligen Techniken zur Nutzung von Umweltwärme aus Geothermie<br />
und Außenluft vorgestellt.<br />
1.3.1.1 Geothermie<br />
Als Geothermie wird die unterhalb der Erdoberfläche gespeicherte Energie bezeichnet. Zum<br />
Großteil stammt diese Energie aus terrestrischer Wärme aus dem Erdinneren. Diese Wärme<br />
entsteht zum einen aus radioaktiven Zerfallsprozessen verschiedener Isotope sowie der Gravitationswärme,<br />
die ihren Ursprung in der Entstehung der Erde hat. Bis zu einer Tiefe von ca.<br />
15 m unterhalb der Erdoberfläche nimmt die Sonneneinstrahlung Einfluss auf den Wärmehaushalt<br />
des Erdreiches. Unterhalb von 15 m kann die Temperatur, unabhängig von jahreszeitlichen<br />
Schwankungen, als konstant angesehen werden.<br />
Bei der Nutzung von geothermischer Energie wird prinzipiell zwischen tiefer- und oberflächennaher<br />
Geothermie unterschieden. Tiefengeothermische Energie kann sowohl zur Stromerzeugung,<br />
als auch zur Wärmenutzung eingesetzt werden. Bei der Wärmenutzung bieten<br />
sich vor allem Möglichkeiten an, die Erdwärme zur Gebäudebeheizung zu verwenden.<br />
- 57 -
Durch Geothermie erzeugter elektrischer Strom hat den Vorteil, dass seine Verfügbarkeit<br />
nicht wesentlich durch tageszeitliche oder jahreszeitliche Schwankungen beeinflusst wird und<br />
daher grundlastfähig ist. Daher ist eine Netzintegration geothermischen Stroms im Vergleich<br />
zu anderen erneuerbaren Energieträgern, wie z. B. Windkraftanlagen, wesentlich einfacher.<br />
Im Bereich der oberflächennahen Geothermie kann die Erdwärme ausschließlich zur Wärmenutzung<br />
verwendet werden.<br />
Tiefengeothermie<br />
Die Nutzung von Erdwärme aus einer Tiefe ab 400 m wird als Tiefengeothermie bezeichnet.<br />
In der Praxis spricht man jedoch erst ab einer Tiefe von 1.000 m und einer Temperatur von<br />
ca. 60 °C von tiefer Geothermie (Personenkreis Tiefe Geothermie, 2007). Innerhalb der Tiefengeothermie<br />
wird zwischen hydrothermalen und petrothermalen Systemen unterschieden.<br />
Hydrothermale Systeme nutzen wasserführende Schichten (meist Grundwasserleiter /<br />
Aquifere) in großer Tiefe und werden in der Regel als Thermalwässer bezeichnet. Thermalwasser<br />
ist laut Definition nach (Deutscher Heilbäderverband e. V., 2005, Aktualisiert 2011)<br />
Wasser, welches aus natürlichen Quellen austritt oder durch Bohrungen erschlossen wird<br />
und dessen Temperatur mehr als 20 °C beträgt.<br />
Wasservorkommen hydrothermaler Lagerstätten werden in der Regel mithilfe von mindestens<br />
zwei Bohrungen (Dublette) erschlossen. Über eine Produktionsbohrung wird das Wasser<br />
an die Erdoberfläche gefördert, an der es einer energetischen Nutzung zugeführt wird. Über<br />
eine Injektionsbohrung wird das Wasser wieder in die Tiefe zurückgeführt. Bei einer solchen<br />
Nutzungsweise besteht die Gefahr der Auskühlung des Reservoirs. Um diesen Effekt zu vermeiden,<br />
sollte der Abstand zwischen den Bohrungen zwischen ein bis zwei Kilometern betragen<br />
(Paschen, Oertel, & Grünwald, 2003).<br />
- 58 -
Hydrothermale Lagerstätten mit einer Temperatur von unter 100 °C werden zu Heizzwecken<br />
genutzt. Hierbei entzieht ein Wärmetauscher dem geförderten Thermalwasser geothermische<br />
Energie, die dann beispielsweise über ein Wärmenetz zu Heizzwecken genutzt wird. Je nach<br />
Temperaturniveau der Wärmenutzung ist eine Temperaturanhebung mittels einer Wärmepumpe<br />
notwendig.<br />
Thermalwassertemperaturen ab ca. 100 °C können auch zur Stromproduktion genutzt werden.<br />
Hierzu werden spezielle Dampfkraftprozesse, wie der Organic Rankine Cycle (ORC) oder<br />
das Kalina-Verfahren, angewendet.<br />
Petrothermale Systeme nutzen als Hot dry Rock-System (HDR) in Tiefen von um die<br />
5.000 Metern die hohe Temperatur von ca. 150 - 250 °C kristalliner Gesteine (Gneis oder<br />
Granit). Da natürliche Wasservorkommen in solchen Tiefen sehr selten und oft nicht in ausreichender<br />
Menge vorzufinden sind, können Petrothermale Lagerstätten ausschließlich mit<br />
Hilfe von Stimulationsmaßnamen erschlossen werden. Dies erfolgt mittels Verpressen von<br />
Wasser in eine Injektionsbohrung unter hohem Druck, durch das ein Risssystem im Gestein<br />
erzeugt wird (hydraulic fracturing). Dieses Risssystem wird dann als künstlicher Wärmetauscher<br />
genutzt, durch das Wasser geleitet und anschließend das sich erwärmte Wasser über<br />
eine oder mehrere Produktionsbohrungen zur <strong>Energien</strong>utzung wieder zu Tage gefördert wird.<br />
Bei petrothermalen Systemen wird die geothermische Energie üblicherweise primär zur<br />
Stromerzeugung genutzt. Zur Sicherstellung eines wirtschaftlichen Betriebs sollte aber auch<br />
der größtmögliche Teil der Georestwärme genutzt werden.<br />
Petrothermale Systeme sind standortunabhängig erschließbar. Es besteht kein „Fündigkeitsrisiko“<br />
wie bei hydrothermalen Systemen – man muss nur entsprechend tief bohren. Nach<br />
(Paschen, Oertel, & Grünwald, 2003) entfallen über 95 % der verfügbaren geothermischen<br />
Energie auf kristalline Gesteine und damit können HDR-Systeme in Zukunft eine interessante<br />
Möglichkeit zur nachhaltigen und grundlastfähigen <strong>Energien</strong>utzung bieten. Allerdings befindet<br />
sich diese Technologie noch in der Entwicklungs- und Erprobungsphase und in Deutschland<br />
ist noch kein Petrothermales System realisiert. Daher wird bei der nachfolgenden Potenzialanalyse<br />
das Potenzial dieser Technik nicht berücksichtigt.<br />
- 59 -
Wie bereits beschrieben, können sowohl Hydrothermale wie auch Petrothermale Systeme zur<br />
Stromproduktion genutzt werden. Bei Lagerstätten mit niedriger Enthalpie müssen dazu auf<br />
Kältemitteln basierende Verfahren eingesetzt werden.<br />
Das gängigste Verfahren ist der Organic Rankine Cycle (ORC). Hier zirkuliert ein Arbeitsmittel<br />
mit vergleichsweise niedrigem Siedepunkt (z. B. Pentan) innerhalb des Systems. Das<br />
Arbeitsmittel hat bei vergleichbarer Temperatur einen höheren Dampfdruck als Wasser und<br />
kann nach dem in Abbildung 1-16 gezeigtem Arbeitsprinzip in einer Turbine zur Stromgewinnung<br />
genutzt werden.<br />
Der Wirkungsgrad eines ORC-Prozesses ist, abhängig von der Temperaturdifferenz, zwischen<br />
Verdampfer- und Kondensationstemperatur des Arbeitsmittels. Neben einer hohen Thermalwassertemperatur<br />
sollte daher die Kondensationstemperatur des Arbeitsmittels möglichst<br />
niedrig sein.<br />
Abbildung 1-16: Schema ORC-Prozess<br />
Quelle: (Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse)<br />
- 60 -
Ein weiteres spezielles Dampfkraftverfahren ist der Kalina-Prozess, bei dem als Arbeitsmittel<br />
ein Wasser-Ammoniak-Gemisch eingesetzt wird. Bei der Verdampfung entsteht ein ammoniakreicher<br />
Dampf, der eine Turbine antreibt. Wegen des Einsatzes des umweltgefährdenden<br />
Ammoniaks ist eine erhöhte Sicherheitsanforderung erforderlich.<br />
Für den wirtschaftlich optimalen Betrieb eines geothermischen Kraftwerkes sollte neben der<br />
Stromerzeugung auch eine größtmögliche Menge der Georestwärme vermarktet werden<br />
(Kraft-Wärme-Kopplung). Daher ist bei der Standortwahl eines geothermischen Kraftwerkes<br />
neben den geologischen Gesichtspunkten darauf zu achten, dass im Umfeld der Anlage eine<br />
geeignete Wärmesenke (Wärmeverbraucher) zur Verfügung steht.<br />
Oberflächennahe Geothermie<br />
Die Nutzung von Erdwärme bis zu einer Tiefe von 400 Metern wird unter dem Begriff der<br />
oberflächennahen Geothermie zusammengefasst. In diesem Anwendungsbereich wird Erdwärme<br />
auf vergleichsweise niedrigem Temperaturniveau von bis zu 20 °C erschlossen, welche<br />
zur Gebäudeheizung oder -kühlung eingesetzt werden kann. Üblicherweise besteht ein<br />
System zur Nutzung von oberflächennaher Geothermie aus den Elementen Wärmequellenanlage,<br />
Wärmepumpe und Wärmesenke.<br />
Wärmequellenanlagen als geschlossenes System können in horizontal verlegte Erdwärmekollektoren<br />
und vertikale Erdwärmesonden unterschieden werden. Bei beiden Varianten zirkuliert<br />
ein Wärmeträgermedium innerhalb des Systems (meistens ein Wasser-<br />
Frostschutzmittelgemisch), das auch als Sole bezeichnet wird. Dieses entzieht dem Erdreich<br />
die Wärmenergie.<br />
Erdwärmekollektoren werden in geringer Tiefe von ca. ein bis zwei Metern unter der Erde<br />
verlegt. Es ist allerdings darauf zu achten, die Kollektoren unterhalb der Frostgrenze anzubringen.<br />
Ein Kollektorsystem hat einen vergleichsweise hohen Platzbedarf. Selbst bei energetisch<br />
sanierten Neubauten ist der Flächenbedarf immer höher als die zu beheizende Gebäudenutzfläche.<br />
- 61 -
Der entscheidende Faktor für die Auslegung der Kollektorfläche ist die spezifische Entzugsleistung<br />
des Bodens. Diese liegt nach (VDI-Richtlinie 4640, 2001) bei trockenem, nicht bindigem<br />
Boden bei etwa 10 W/m² und reicht bei wassergesättigtem Kies oder Sand bis hin zu 40<br />
W/m². Abbildung 1-17 zeigt ein Schema einer Erdwärmenutzung mittels Erdwärmekollektoren.<br />
Abbildung 1-17: Erdwärmekollektoranlage<br />
Quelle: (Arthaus-Fertigbau 01)<br />
Erdwärmesonden zeichnen sich durch einen vergleichsweise geringen Platzbedarf aus. Bei<br />
diesem System werden mittels Bohrungen vertikale Erdsonden ins Erdreich eingebracht. Der<br />
Einsatz von Erdwärmesonden ist die weitverbreitetste Methode, um Erdwärme zu erschließen.<br />
Je nach Wärmebedarf sind ein oder mehrere Bohrungen bis üblicherweise 100 m Tiefe<br />
notwendig. Jede Bohrung zur Gewinnung von Erdwärme über 100 m Tiefe unterliegt der Betriebsplanpflicht<br />
nach dem Bundesberggesetz (BbergG).<br />
Ab einer Tiefe von ca. 15 Metern ist die vorliegende Erdtemperatur nahezu unabhängig von<br />
Witterungseinflüssen – die Wärme wird aus dem terrestrischen Wärmestrom gespeist. Trotzdem<br />
sollte bei der Auslegung einer Erdwärmesonden-Anlage eine gewisse Auskühlung des<br />
Bodens in den Wintermonaten (der Hauptheizzeit) berücksichtigt werden.<br />
- 62 -
Das Schema einer Erdwärmesonden-Anlage wird in Abbildung 1-18 dargestellt.<br />
Abbildung 1-18: Erdwärmesonde<br />
Quelle: (Arthaus-Fertigbau 02)<br />
Die benötigte Bohrtiefe der Sonden ergibt sich aus Wärmeleitfähigkeit und Wärmeentzugsleistung<br />
des Bodens. Beide Parameter variieren mit der geologischen Wassersättigung sowie<br />
der Schichtfolge des Erdreiches.<br />
Die (VDI-Richtlinie 4640, 2001) bietet Auslegungsmöglichkeiten für Anlagen bis 30 kW th über<br />
Tabellenwerte. Dort sind verschiedene Gesteinsarten deren jeweiligen Wärmeleitfähigkeiten<br />
und Wärmeentzugsleistungen zugeordnet. Diese Methode ist jedoch nur als erste Annäherung<br />
anzusehen. Wird diese Methode bei kleineren Anlagen angewandt, sind meist Sicherheitsaufschläge<br />
notwendig. Bei größeren Objekten ist es ratsam, einen Fachplaner zu beauftragen.<br />
Prinzipiell können, aus technischer Sicht, Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren standortunabhängig<br />
errichtet werden. Je nach geologischer Zusammensetzung des Untergrundes<br />
kann standortspezifisch die benötigte Bohrtiefe beziehungsweise die benötigte Kollektorfläche<br />
variieren.<br />
- 63 -
1.3.1.2 Wärme aus der Außenluft<br />
Die Umgebungsluft ist eine Ressource, die unbegrenzt zur Verfügung steht und auch ohne<br />
Genehmigung genutzt werden kann. Auch können Anlagen zur Nutzung der Außenluft (unabhängig<br />
vom Vorhandensein eines Grundstückes) installiert werden und die Installation ist<br />
relativ einfach und preiswert, da z. B. keine Erd- oder Bohrarbeiten wie bei der Geothermie<br />
notwendig sind.<br />
Zur Nutzung der Wärme aus der Außenluft wird diese von einem Ventilator angesaugt und<br />
durch den Verdampfer einer Wärmepumpe geblasen. Der Luft wird hierdurch Wärme entzogen,<br />
die diese an das Arbeitsmittel der Wärmepumpe abgibt. Die abgekühlte Außenluft wird<br />
anschließend wieder in die freie Umgebung ausgeleitet.<br />
Die Wärmepumpe ist für eine bestimmte Minimaltemperatur dimensioniert. Diese ist als<br />
Norm-Außentemperatur definiert und ist das tiefste Zweitagesmittel, welches in 20 Jahren<br />
zehn Mal erreicht wird und liegt bei - 12 °C (DIN EN 12831 - Beiblatt 1, 2004). Das Jahresmittel<br />
der Außentemperatur liegt bei 10,2 °C und ist wohl wegen der Nähe zum Rhein vergleichsweise<br />
hoch. Die Werte sind für die Stadt Bingen, da <strong>Ingelheim</strong> am Rhein im erwähnten<br />
Beiblatt nicht explizit aufgelistet wird.<br />
Moderne Anlagen arbeiten bei integrierter Abtaueinrichtung zuverlässig bis zu einer Außentemperatur<br />
von bis zu – 15 °C. Sollte die erzeugte Wärmeleistung nicht ausreichend sein um<br />
den Wärmebedarf des Gebäudes zu decken, ist in dem System ein Elektroheizstab integriert,<br />
der im Bedarfsfall die Wärmeerzeugung unterstützt.<br />
1.3.1.3 Umweltwirkung<br />
Beim Einsatz von Geothermie-Anlagen kommt es zu einer lokal begrenzten Temperaturabsenkung<br />
des Bodens, bis sich ein thermisches Gleichgewicht einstellt. Dies hat bei der tiefen<br />
Geothermie und der oberflächennahen Geothermie mittels Erdwärmesonden keinen negativen<br />
Einfluss auf Lebewesen und Pflanzen, da diese in den betroffenen Bodentiefen nicht vorkommen.<br />
Erdwärmekollektoren allerdings, die nur wenige Meter unter der Erdoberfläche installiert<br />
sind, können theoretisch die Bodenfauna, wie z. B. Wurzeln oder Regenwürmer, ne-<br />
- 64 -
gativ beeinflussen. Bei einer sachgemäßen Auslegung einer Erdwärme-Kollektoranlage kann<br />
dies aber nahezu ausgeschlossen werden.<br />
Durch den Einsatz von Pumpen und Lüftern kann es zu einer Lärmbelästigung kommen. Moderne<br />
Anlagen emittieren jedoch deutlich weniger Schall als frühere Anlagen und sollten heute<br />
kein Problem mehr darstellen. Auch kann das in Wärmepumpen beinhaltende Arbeitsmittel<br />
Einfluss auf die Umwelt haben. Zwar ist der Einsatz von ozonschädigenden Kältemitteln in<br />
Neuanlagen seit dem 01. Januar 2000 verboten, allerdings können noch Kältemittel zum Einsatz<br />
kommen, die ein Treibhausgaspotenzial besitzen. Tendenziell werden heutzutage allerdings<br />
nur noch Arbeitsmittel eingesetzt, die keinen oder nur einen sehr geringen negativen<br />
Einfluss auf das Klima besitzen. Meistens kommen nur noch solche Arbeitsmittel zum Einsatz,<br />
die keine Gesundheitsgefährdung für Lebewesen bedeuten und somit auch bei einem eventuellen<br />
Arbeitsmittelaustritt keine Bedrohung darstellen.<br />
Durch Bohrungen können allerdings umweltgefährdende Stoffe in Boden und Grundwasser<br />
gelangen. Daher müssen Bohrungen ausreichend abgedichtet werden. Auch müssen unterschiedliche<br />
Grundwasserstockwerke mit unterschiedlichen Druckverhältnissen, unterschiedlicher<br />
mineralischer Zusammensetzung oder unterschiedlichen Bodenschichten durch den Einbau<br />
geeigneter Sperren gegeneinander abgesichert werden. Ansonsten kann es zum Beispiel<br />
wie im oberrheinischen Staufenberg dazu kommen, dass sich eine Anhydrid-Schicht mit<br />
Grundwasser vollsaugt und es dadurch zu einer Bodenhebung kommt, die Gebäude beschädigen<br />
kann. Bei einer sachgerechten Durchführung von Bohrungen können solch negative<br />
Umweltwirkungen jedoch weitestgehend ausgeschlossen werden.<br />
Eine negative Umweltwirkung von Anlagen zur Nutzung der Außenluft ist nicht bekannt.<br />
Temperaturabsenkungen der Luft durch installierte Anlagen werden durch Luftströmungen<br />
zeitnah ausgeglichen. Die Treibhausgasemission während des Betriebs einer Anlage zur Nutzung<br />
der Umweltwärme hängt vom eingesetzten Strommix ab. Daher sollten solche Anlagen<br />
nach Möglichkeit nur mit regenerativ erzeugtem Strom betrieben werden.<br />
- 65 -
1.3.2 Ist-Analyse<br />
Im Untersuchungsgebiet gibt es keine Anlagen für die Nutzung der Tiefengeothermie. Allerdings<br />
besteht im Untersuchungsgebiet ein Erlaubnisfeld, um umfassendere Erkenntnisse über<br />
das vorhandene tiefengeothermische Potenzial zwischen Mainz und Bingen zu gewinnen<br />
(Siehe Kapitel 1.3.3).<br />
Bei der oberflächennahen Geothermie und der Wärmegewinnung aus der Umgebungsluft<br />
kommen jeweils Wärmepumpen zum Einsatz. Für den Betrieb von Wärmepumpen werden<br />
spezielle, kostengünstigere Stromtarife angeboten und auch über einen separaten Stromzähler<br />
erfasst. Die Daten der Stromverbräuche der im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtgebiet betriebenen<br />
Wärmepumpen wurden der TSB von Seiten der „Rheinhessischen“ bereitgestellt. Zu berücksichtigen<br />
ist, dass die jeweiligen Stromverbräuche den jeweiligen Witterungsverhältnissen eines<br />
Jahres angepasst werden müssen. Dies erfolgt durch den Klimafaktor für Energieverbrauchskennwerte<br />
nach Energieeinsparverordnung (EnEV) und wird über das Berechnungstool<br />
(Institut Wohnen und Umwelt - Klimadaten deutscher Stationen) ermittelt. Dabei wird<br />
der tatsächliche Stromverbrauch eines Jahres mit dem Klimafaktor multipliziert, um den witterungsbereinigten<br />
Stromverbrauch zu errechnen. Als nächstgelegene Wetterstation wird die<br />
Station Frankfurt Flughafen herangezogen. Über die von Wärmepumpen verbrauchte<br />
Strommenge kann die thermisch geförderte Energiemenge ermittelt werden. Hierbei wird<br />
von einer Arbeitszahl von drei ausgegangen, was bedeutet, dass eine Einheit aufgewendete<br />
elektrische Energie drei Einheiten thermische Energie bereitstellt. Die Ergebnisse der im<br />
Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> installierten Wärmepumpen können der<br />
- 66 -
Tabelle 1-13 entnommen werden. Insgesamt sind in <strong>Ingelheim</strong> Ende 2011 144 Wärmepumpen<br />
installiert.<br />
- 67 -
Tabelle 1-13: Stromverbrauch Wärmepumpen<br />
2007 2008 2009 2010 2011<br />
Stromverbrauch<br />
[MWh el ] 46 96 287 565 675<br />
Gradtagzahl<br />
- 2.941 3.219 3.133 3.625 2.866<br />
Klimafaktor<br />
- 1,32 1,21 1,24 1,07 1,35<br />
Witterungsbereinigter<br />
Stromverbrauch<br />
[MWh el ] 61 116 356 605 911<br />
Zuwachs Witterungsbereinigter<br />
Stromverbrauch<br />
[MWh el ] - 55 240 249 306<br />
Arbeitszahl<br />
- 3,0<br />
Genutzte Wärmemenge<br />
[MWh th ] 183 348 1.068 1.815 2.733<br />
Quelle: Eigene Berechnung auf Basis des Stromverbrauches und Gradtagzahl<br />
1.3.3 Potenzial der Tiefengeothermie<br />
Standortspezifische Aussagen für die Eignung tiefengeothermischer Anlagen lassen sich nur<br />
sehr schwer treffen, da bloß in seltenen Fällen die geologischen Verhältnisse im tiefen Untergrund<br />
anhand entsprechender Bohrungen oder seismischen Bohrungen bekannt sind.<br />
Zu den wenigen Gebieten in Deutschland mit einer recht umfangreichen Datenlage gehört<br />
etwa das Norddeutsche Becken. Grund hierfür war eine umfangreiche Sondierung des Untergrundes<br />
nach eventuell vorhandenen Bodenschätzen – vornehmlich nach Kohlenwasserstoffen.<br />
Für den Großteil des tiefen Bodenuntergrundes der Bundesrepublik Deutschland ist die<br />
Datenlage jedoch deutlich schlechter als im Norddeutschen Becken – so auch im Untersuchungsgebiet<br />
in und um <strong>Ingelheim</strong>.<br />
Trotzdem können grobe Aussagen mithilfe der Temperaturkarten des tiefen Untergrunds des<br />
Leibnitz Institutes für angewandte Geophysik (LIAG) getroffen werden. Diese wurden anhand<br />
der Daten von durchgeführten Industrie- oder Forschungsbohrungen erstellt. Die Abbildung<br />
1-19 zeigt die Temperaturverteilung in einer Tiefe von 2.000 Metern. Die weißen<br />
Punkte kennzeichnen die zur Kartenerstellung zugrunde gelegten Bohrungen.<br />
Im Bereich der Stadt <strong>Ingelheim</strong> ist nach dieser Abbildung in 2.000 m Tiefe mit einer durchschnittlichen<br />
Temperatur von ca. 70 bis 80 °C zu rechnen. Allerdings liegen um die Stadt<br />
- 68 -
<strong>Ingelheim</strong> nur sehr wenige Bohrpunkte, so dass der wohl interpolierte Wert der Temperaturangabe<br />
nur als grober Richtwert angesehen werden kann.<br />
Abbildung 1-19: Temperaturverteilung in 2.000 Meter Tiefe mit eingetragenen Bohrpunkten<br />
Quelle: (Leibnitz-Institut für Angewandte Geophysik)<br />
- 69 -
Neben der vorliegenden Bodentemperatur ist das vorhandene Wasservorkommen (Aquifer)<br />
die wichtigste Voraussetzung zur Erstellung eines Hydrothermalen Systems. Nach (Paschen,<br />
Oertel, & Grünwald, 2003) sind in Deutschland hierfür besonders das Molassebecken in Süddeutschland,<br />
das Norddeutsche Becken und der Oberrheingraben geeignet.<br />
Abbildung 1-20 zeigt potentielle Gebiete mit hydrothermalen Lagerstätten anhand einer Karte<br />
des Geothermischen Informationssystems für Deutschland.<br />
Abbildung 1-20: Hydrothermale Vorkommen in Deutschland<br />
Quelle: (Geothermisches Informationssystem für Deutschland)<br />
- 70 -
Die Stadt <strong>Ingelheim</strong> liegt demnach nicht unmittelbar in einem möglichen Bereich mit hydrothermalen<br />
Ressourcen. Allerdings beruht auch diese Karte wieder nur auf wenige Explorationsdaten<br />
und kann daher nur eingeschränkt genutzt werden.<br />
Das Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> liegt innerhalb der geologisch–tektonischen Einheit des Mainzer<br />
Beckens. Im Mainzer Becken wird vermutet, dass unterhalb der erdgeschichtlichen Ablagerungen<br />
des Quartär und Tertiär sogenanntes „Rotliegend“ zu finden ist. Rotliegend ist eine<br />
Gesteinseinheit im Erdgeschichtlichen Zeitinterwall des Perm-Systems – wurde also vor etwa<br />
300 bis 260 Mio. Jahren abgelagert. Für eine geothermische Nutzung müssen innerhalb der<br />
Sedimente Gesteinsarten mit einer hohen Permeabilität (Durchlässigkeit von Flüssigkeiten<br />
oder Gase), wie z. B. Sandstein oder Konglomeratgestein, vorhanden sein. Rotliegend-<br />
Sedimente können grundsätzlich für eine tiefengeothermische Nutzung interessanter sein, allerdings<br />
tritt nach (Sass & Bär, 2008) auch eine stark variierende Permeabilität auf.<br />
Die Bohrung OLM 1 in Nieder-Olm – südöstlich von <strong>Ingelheim</strong> liegend – hat eine Endteufe<br />
von etwa 3.100 Metern und liegt nach (Habicht, 1963) noch im Unter-Rotliegend. Über die<br />
Mächtigkeit sowie der homogenen Verteilung dieser Schicht im Mainzer Becken kann keine<br />
genaue Aussage getroffen werden.<br />
Im Bereich der Bohrung OLM 1 wurde nach (Herr, 2007) ein geothermischer Gradient von<br />
etwa 43 Kelvin pro Kilometer festgestellt. Damit herrscht in 3.000 m eine für die Stromproduktion<br />
ausreichende Temperatur von ca. 140 °C. Über das Vorhandensein eines geeigneten<br />
Wasservorkommens sind jedoch keine Informationen verfügbar.<br />
Eine umfassende Übertragung des ermittelten Temperaturgradienten der Bohrung OLM 1 auf<br />
weitere Gebiete des Mainzer Beckens sowie des Stadtgebietes von <strong>Ingelheim</strong> ist allerdings<br />
nicht möglich – die Ergebnisse der Bohrung Olm 1 stellen vielmehr nur einen ersten positiven<br />
Hinweis auf vorhandene Temperaturen im weiteren Einzugsgebiet der Stadt <strong>Ingelheim</strong> für<br />
die energetischen Nutzung der Tiefengeothermie dar.<br />
Um abschließende Aussagen über die Möglichkeit hydrothermaler Nutzungen im Stadtgebiet<br />
<strong>Ingelheim</strong> zu machen, sind weitere geologische Untersuchungen und Explorationsmaßnahmen<br />
notwendig.<br />
- 71 -
Hierzu sei erwähnt, dass die Geothermie Kraftwerke GmbH Inhaber eines Erlaubnisfeldes für<br />
die Aufsuchung tiefengeothermischer Energie ist. Das Untersuchungsgebiet liegt in Teilen im<br />
Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> (Siehe Abbildung 1-21).<br />
Abbildung 1-21: Lage Erlaubnisfeld Mainz<br />
Quelle: (Geothermie Kraftwerke GmbH - Messgebiete)<br />
Innerhalb des Feldes werden seismische Untersuchungen durchgeführt um ein plastisches<br />
Bild des Untergrundes zu erzeugen. Da kaum Daten von Altseismiken oder vorhandenen tieferen<br />
Bohrungen existieren, spricht man hier von einer „Greenfield Exploration“. Mit den ermittelten<br />
Ergebnissen könnte eine genauere Aussage über die hydrothermalen Nutzungsmöglichkeiten<br />
in <strong>Ingelheim</strong> getroffen werden.<br />
- 72 -
1.3.4 Potenzial der oberflächennahen Geothermie<br />
Aus geologischer Sicht können die geschlossenen oberflächennahen Geothermiesysteme –<br />
Erdwärmesonden und –Kollektoren – standortunabhängig errichtet werden. Benötigte Bohrtiefen<br />
(Erdwärmesonden) oder Verlegeflächen (Erdwärmekollektoren) hängen von den vorliegenden<br />
standortspezifischen Bedingungen ab. Hierbei ist die Wärmeleitfähigkeit λ des Gesteins<br />
ein wichtiger Auslegungs-Parameter. Ist das Erdreich wassergesättigt, ist die Wärmeleitfähigkeit<br />
deutlich erhöht.<br />
Bei einem offenem System (Grundwasserbrunnen) ist am Standort eine ausreichend förderbare<br />
Wassermenge in geringer Tiefe notwendig. Erste Informationen über die oberflächennahe<br />
Geologie im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> bieten die Online-Karten der Mapserveranwendungen<br />
des Landesamtes für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz (LGB-RLP). Unter Berücksichtigung<br />
der Tabellenwerte der (VDI-Richtlinie 4640, 2001) kann eine erste Abschätzung<br />
der Wärmeleitfähigkeit getroffen werden. Da sich die Geologie jedoch schon kleinräumig ändern<br />
kann, sollte dieses Vorgehen nur als eine erste, grobe Auslegungsmöglichkeit angesehen<br />
werden.<br />
Weitere Möglichkeiten zur Bewertung der Erdwärmenutzung in <strong>Ingelheim</strong> bieten die weiteren<br />
Mapserveranwendungen des LGB-RLP – so gibt es unter (Landesamt für Geologie und<br />
Bergbau Rheinland Pfalz) Online-Karten zur Wärmeleitfähigkeit und zur Wärmeentzugsleistung.<br />
Des Weiteren sind per Mapserveranwendungen Online-Karten über die Grundwasserergiebigkeit,<br />
dem Grundwasserflurabstand sowie eine Flächenkarte für den Wärmeentzug<br />
verfügbar. Die Karten basieren auf Daten von über 1.500 landesweit verteilten, mindestens<br />
100 m tiefen Bohrungen.<br />
Den unterschiedlich ermittelten Schichten wurden jeweils Werte für Wärmeleitfähigkeit und<br />
Wärmeentzugsleistung im trockenen und wassergesättigten Zustand zugewiesen. Unterteilt<br />
wurden die Schichten in die verschiedenen Tiefenintervalle bis 40 Meter, bis 60 Meter, bis 80<br />
Meter und bis 100 Meter. Über die Mapserveranwendung können Informationen zu jedem<br />
einzelnen Bohrpunkt abgerufen werden. Abbildung 1-22 zeigt die mit roten Punkten markierten<br />
Bohrungen im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtgebiet.<br />
- 73 -
Abbildung 1-22: Geologische Übersichtskarte mit rot markierten Bohrungen von über<br />
100 m Bohrteufe<br />
Quelle: (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pfalz)<br />
Die Karte der Wärmentzugsleistung wurde durch die an den entsprechenden Bohrungen ermittelten<br />
Wärmeentzugsleistungen erstellt. Die Werte der Wärmeentzugsleistung liegen je<br />
nach Anwendungsfall zwischen 34 und 47 Watt pro Meter pro Jahr und können der Abbildung<br />
1-23 entnommen werden.<br />
Allerdings sind auch hier Flächenbezogen erhebliche Abweichungen von den dargestellten<br />
Werten möglich. Die Werte können deshalb nur eine sehr grobe Orientierung zu den erwarteten<br />
Entzugsleistungen bieten.<br />
- 74 -
Abbildung 1-23: Wärmeentzugsleistung in <strong>Ingelheim</strong><br />
Quelle: (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pfalz)<br />
Da bei steigendem spezifischem Wassergehalt des Bodens die Wärmeleitfähigkeit und damit<br />
die mögliche Wärmeentzugsleistung verbessert werden, ist ein weiterer entscheidender Parameter<br />
für den Einsatz der oberflächennahen Geothermie die Wassersättigung. Hier können<br />
die Karten „Grundwasserergiebigkeit“ und „Grundwasserflurabstand“ des LGB-RLP eine grobe<br />
Orientierung geben.<br />
Die Karte zur mittleren Grundwasserergiebigkeit basiert auf Auswertungen von Pumpversuchen<br />
in Bohrungen und Brunnen und kann der Abbildung 1-24 entnommen werden. Es zeigt<br />
sich, dass zumindest im nördlichen Stadtgebiet – wohl resultierend aus der Nähe zum Rhein<br />
– eine mittlere bis sehr hohe Grundwasserergiebigkeit gegeben ist.<br />
- 75 -
Abbildung 1-24: Mittlere Grundwasserergiebigkeit<br />
Quelle: (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pfalz)<br />
In Abbildung 1-25 werden die Standorte durchgeführter Bohrungen (farbige Punkte) und<br />
dessen jeweiliger Grundwasser-Flurabstand aufgezeigt. Es zeigt sich, dass von den ca. 25<br />
durchgeführten Bohrungen nahezu alle einen Grundwasserflurabstand von unter 10 m aufweisen.<br />
Die Schichten unterhalb des Grundwasserflurabstandes können als gesättigt angesehen<br />
werden. Wassergesättigte Schichten besitzen eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit<br />
und Wärmeentzugsleistung als trockene Schichten. In Kombination mit der vorliegenden<br />
Grundwasserergiebigkeit liegen in Teilen <strong>Ingelheim</strong>s gute Voraussetzungen für die Nutzung<br />
der oberflächennahen Geothermie vor.<br />
- 76 -
Abbildung 1-25: Grundwasser-Flurabstand<br />
Quelle: (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pfalz)<br />
Ob Erdwärme eine wirtschaftliche und ökologische Alternative zu konventionellen Heizsystemen<br />
ist, hängt aber auch vom abzudeckenden Wärmebedarf ab – dieser sollte aus wirtschaftlicher<br />
Sicht nicht zu groß sein. Die Nutzung der oberflächennahen Geothermie stellt<br />
daher momentan vor allem für Neubauten oder energetisch sanierte Altbauten mit Flächenheizung<br />
(z. B. Fußbodenheizung) eine interessante Alternative dar.<br />
Rechtliche Rahmenbedingungen bei der Erdwärmenutzung<br />
Anhand des Besorgnisgrundsatzes des Gesetzes zur Ordnung des Wasserhaushalts (WHG)<br />
sind Handlungen, die zur Beeinträchtigungen oder Schädigungen des Grundwassers führen,<br />
zu vermeiden. Dies trifft grundsätzlich auch bei der Erschließung des Erdwärmepotenzials<br />
durch Erdwärmesonden zu.<br />
- 77 -
Daher muss vor der Errichtung von Sonden zur Nutzung der Erdwärme geprüft werden, ob<br />
diese in wasserwirtschaftlich genutzten oder hydrogeologisch kritischen Gebieten liegen.<br />
Diesbezüglich wurde im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft, Ernährung,<br />
Weinbau und Forsten (MULEWF), des Landesamtes für Umwelt, Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht<br />
(LUWG) und dem LGB-RLP eine Mapserveranwendung zur Standortbewertung<br />
erarbeitet und kann über das (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pfalz) abgerufen<br />
werden.<br />
Die Standortbewertung von Erdwärmesonden für das <strong>Ingelheim</strong>er Stadtgebiet kann der Abbildung<br />
1-26 entnommen werden.<br />
Abbildung 1-26: Standortbewertung von Erdwärmesonden<br />
Quelle: (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pfalz)<br />
- 78 -
Zu den Standardauflagen zum Bau von Erdwärmesonden in unkritischen Gebieten gehören<br />
auszugsweise folgende Punkte:<br />
<br />
<br />
<br />
Mit den Ausführungsarbeiten dürfen nur qualifizierte Bohrunternehmen beauftragt<br />
werden<br />
Es muss eine vollständige Ringraumabdichtung (z. B. Bentonit/Zement-Suspension)<br />
nach VDI-Richtlinie 4640, Blatt 2, erfolgen<br />
Der Bohrbeginn ist entsprechend dem Lagerstättengesetz dem Landesamt für Geologie<br />
und Bergbau Rheinland-Pfalz (LGB), Postfach 10 02 55, 55133 Mainz, mindestens<br />
2 Wochen im Voraus anzuzeigen, um diesem im Einzelfall zu ermöglichen, bei der<br />
Bohrung vor Ort zu sein<br />
Alle Standardauflagen können der Homepage der LGB-RLP unter (LGB-RLP -<br />
Standardauflagen zum Bau von Erdwärmesonden in unkritischen Gebieten) entnommen werden.<br />
In kritischen Gebieten ist bei der Planung von Erdwärmsonden eine Bewertung durch eine<br />
Fachbehörde notwendig (Regionalstellen der Struktur- und Genehmigungsdirektionen Nord<br />
und Süd oder LUWG oder LGB-RLP).<br />
Da bei der Errichtung von Grundwasserbrunnen ein Benutzungstatbestand nach (Gesetz zur<br />
Ordnung des Wasserhaushalts - § 9 Absatz 1 Nr. 5, 2009) vorliegt, ist immer ein verhältnismäßig<br />
aufwendiges wasserrechtliches Erlaubnisverfahren nötig. So ist für das Erlaubnisverfahren<br />
einer Grundwasser-Wärmepumpe bereits eine erste Bohrung notwendig, um ein hydrogeologisches<br />
Gutachten sowie eine chemische Analyse des Grundwassers durchzuführen.<br />
Da Erdwärmekollektoren normalerweise nur in einer Tiefe von 1 - 2 Metern verlegt werden,<br />
stellen sie gewöhnlicher Weise keine Gefährdung für das Grundwasser dar. Im Landkreis<br />
Mainz-Bingen werden allerdings auch Erdwärmekollektoren einem Erlaubnisverfahren unterzogen.<br />
- 79 -
1.3.5 Potenzial aus der Außenluft<br />
Wie bereits im Technik-Kapitel erläutert, können Anlagen zur Wärmenutzung der Außenluft<br />
prinzipiell ortsunabhängig aufgebaut (es wird kein Grundstück benötigt) und das theoretische<br />
Potenzial kann als unerschöpflich angesehen werden. Da allerdings die erzeugte Wärmemenge<br />
im Verhältnis zu klassischen Heizungsanlagen mit fossiler Verbrennung geringer ist,<br />
machen Anlagen zur Wärmenutzung der Außenluft nur in Gebäuden mit einer guten Dämmung<br />
gegen Wärmeverluste Sinn, die einen entsprechend geringen Wärmebedarf benötigen.<br />
Im deutschen Bundesgebiet liegt das Jahresmittel der Außentemperatur laut (DIN EN 12831<br />
- Beiblatt 1, 2004) je nach Region zwischen 3,0 °C und 10,2 °C. Hierbei nimmt das Oberrheinische<br />
Tiefland – in dem <strong>Ingelheim</strong> am Rhein liegt – die Spitzenposition ein mit der<br />
höchsten mittleren Außentemperatur von 10,2 °C.<br />
Hieraus lässt sich ableiten, dass <strong>Ingelheim</strong> wohl besonders gut zur Potenzialnutzung der<br />
Wärme aus der Außenluft geeignet ist. Die recht hohe mittlere Außentemperatur trägt dazu<br />
bei, dass einerseits weniger Wärme benötigt wird und zum anderen grundsätzlich genügend<br />
hohe Außentemperaturen vorliegen, um die Anlagen zur Nutzung der Wärme aus der Außenluft<br />
wirtschaftlich betreiben zu können.<br />
- 80 -
1.3.6 Zusammenfassung Umweltwärme-Potenzial<br />
Im Bereich der Tiefengeothermie lässt sich keine Aussage zum nutzbaren Potenzial treffen.<br />
Die Datenlage im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> ist nicht sehr umfangreich. Aufgrund der Explorationstätigkeiten<br />
im Erlaubnisfeld Mainz sind neue Erkenntnisse zu erwarten.<br />
Zur Nutzung der oberflächennahen Geothermie können geschlossene Systeme wie Erdwärmesonden<br />
oder Erdwärmekollektoren grundsätzlich überall errichtet werden. Werte für die<br />
spezifische Entzugsleistung im Stadtgebiet sind vorhanden. In Bereichen mit niedrigem<br />
Grundwasserflurabstand ist das Erdreich sehr wahrscheinlich wassergesättigt. Damit sind die<br />
Wärmeleitfähigkeit und die daraus resultierende spezifische Entzugsleistung deutlich günstiger.<br />
Da der Grundwasserflurabstand im Stadtgebiet in der Regel bei unter 10 Metern liegt (vgl.<br />
Abbildung 1-25), kann davon ausgegangen werden, dass die Wärmeleitfähigkeit im Stadtgebiet<br />
deutlich erhöht ist. Der Erschließungsaufwand innerhalb des Stadtgebietes <strong>Ingelheim</strong> ist<br />
gegenüber Gebieten mit hohem Grundwasserflurabstand vergleichsweise gering.<br />
Die Erstellung von Brunnen zur Grundwasserwärmenutzung ist eine vergleichsweise günstige<br />
und effiziente Anwendung. Im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> ist stellenweise (in den Stadtteilen mit<br />
Rheinnähe) eine hohe Grundwasserergiebigkeit mit geringem Flurabstand vorhanden, was<br />
sich positiv für eine Wärmenutzung darstellt. Das Genehmigungsverfahren für eine Grundwassernutzung<br />
ist vergleichsweise aufwendig und eine Probebohrung ist auf Grund der hydrogeologischen<br />
Gutachten notwendig.<br />
Die allgemeinen Vorteile eines geothermischen Heizsystems sind neben günstigen Klimaschutzpotenzialen<br />
die geringere wirtschaftliche Abhängigkeit von schwankenden Marktpreisen<br />
für den Bezug von Energieträgern, geringere Verbrauchskosten und die Möglichkeit einer<br />
kostengünstigen (passiven) Gebäudetemperierung.<br />
Bezüglich der mittleren Außentemperatur zur Nutzung der Außenluft weißt <strong>Ingelheim</strong> sehr<br />
gute (= hohe) Werte auf (10,2 °C). Entsprechende Anlagen können wirtschaftlicher betrieben<br />
werden als in anderen Regionen Deutschlands.<br />
- 81 -
1.3.7 Szenario 2020<br />
Bei einem Szenario 2020 wird davon ausgegangen, dass von Seiten der Tiefengeothermie<br />
kein Potenzial erschlossen sein wird. Die geringe Datenlage, die recht langen Zeiträume um<br />
die Datenlage eventuell durch Probebohrungen oder andere Maßnahmen zu verbessern, sowie<br />
der wirtschaftliche Aufwand und Risiko Probebohrungen durchzuführen bzw. ganze<br />
Kraftwerke zu bauen sind noch zu unwägbar, um eine Nutzung der Tiefengeothermie anzunehmen.<br />
Im Bereich der oberflächennahen Geothermie bzw. der Wärmenutzung aus der Umgebungsluft<br />
durch Wärmepumpen sieht das Szenario anders aus. Hier kann angenommen werden,<br />
dass die Zubaurate von Wärmepumpen der vergangenen Jahre konstant gehalten wird. In<br />
den letzten Jahren lag der Zuwachs des witterungsbereinigten Stromverbrauchs für den Betrieb<br />
von Wärmepumpen bei etwa 250 MWh el pro Jahr, was einem Zuwachs von 750 MWh th<br />
pro Jahr entspricht – unter der Annahme, dass die Wärmepumpen eine Arbeitszahl von drei<br />
vorweisen. Dies führt zu dem Ergebnis, dass im Jahr 2020 etwa 9.500 MWh th pro Jahr aus<br />
der Umweltwärme generiert werden können.<br />
Das Ergebnis des Szenarios 2020 bei der Umweltwärme wird in nachstehender Tabelle zusammengefasst.<br />
Tabelle 1-14: Potenzial Umweltwärme im Szenario 2020<br />
Potenzial 2020<br />
[MWh th /a]<br />
Tiefengeothermie -<br />
Wärmeerzeugung durch Wärmepumpen 9.500<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
Summe: 9.500<br />
- 82 -
1.4 Biomasse<br />
Der Begriff Biomasse im Zusammenhang mit den <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> umfasst nichtfossile<br />
pflanzliche und tierische Erzeugnisse, die energetisch genutzt werden können, um Wärme<br />
und/oder Strom zu erzeugen. Da die Biomasse ein nachwachsender bzw. regenerativer Rohstoff<br />
ist, wird dessen energetische Nutzung nach dem EEG vergütet.<br />
Die Vorgehensweise zur Ermittlung des Energiepotenzials aus Biomasse sowie spezifische<br />
Kennwerte orientieren sich an der (Biomassepotenzialstudie Hessen, 2009). Wenn andere<br />
Quellen herangezogen werden, wird dies im Text bzw. im Ausdruck des Excel-Sheet zur Potenzialanalyse<br />
aus Biomasse im Anhang ausdrücklich erwähnt.<br />
1.4.1 Technik<br />
Um die Biomasse energetisch nutzen zu können, wird diese in technischen Anlagen als Energieträger<br />
für die Wärme- und Stromproduktion eingesetzt. Hierbei kann grundsätzlich unterschieden<br />
werden, ob die Biomasse direkt als fester Brennstoff verfeuert oder indirekt das<br />
durch Gärungs- und Faulprozesse entstehende Biogas zur Energieerzeugung genutzt wird.<br />
Die Berechnungen der Tabellen weisen jeweils den Endenergiebetrag aus. Dies ist der Energiebetrag,<br />
den die Biomasse theoretisch bei einer vollen energetischen Nutzung bei einem<br />
Wirkungsgrad von 100 % zur Verfügung steht. Die real vom Verbraucher genutzte Energie<br />
wird als Nutzenergie bezeichnet, liegt immer unter dem Endenergiebetrag und ist vom Wirkungsgrad<br />
der jeweiligen Anlage abhängig, in der die Biomasse in Energie umgewandelt<br />
wird.<br />
Soll nur die erzeugte Wärme energetisch genutzt werden, spricht man von einem Heizwerk<br />
(z. B. Biomasseheizwerk). Wird eine Anlage zur Stromerzeugung genutzt und die darüber<br />
hinaus erzeugte Wärme auch energetisch als Fern-, Nah- oder Prozesswärme verwendet,<br />
spricht man von einem Heizkraftwerk (z. B. Biomasseheizkraftwerk). Bei der gleichzeitigen<br />
Erzeugung bzw. Nutzung von Strom und Wärme wird auch von einer Kraft-Wärme-Kopplung<br />
gesprochen.<br />
- 83 -
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) beinhaltet alle Komponenten zur Strom– und Wärmerzeugung<br />
in einer kompakten Bauweise und stellt die übliche und effektivste Form zur energetischen<br />
Nutzung von Biomasse dar.<br />
Bei Betrieb mit festen Brennstoffen kommen in einem BHKW meist Stirlingmotoren oder<br />
Dampfkraftanlagen zur Stromerzeugung zum Einsatz. Bei erzeugtem biogenem Gas als Energieträger<br />
werden diese innerhalb eines BHKW meist in Verbrennungsmotoren zur Stromerzeugung<br />
eingesetzt. In beiden Fällen wird die Abgaswärme und auch die Wärme des Kühlwasserkreislaufes<br />
zur Bereitstellung von Fern-, Nah oder Prozesswärme genutzt.<br />
Bei einem BHKW liegt der elektrische Wirkungsgrad zwischen 25 % und 50 % des theoretisch<br />
verfügbaren Endenergieertrags. Durch die zusätzliche Nutzung der Abwärme kann der<br />
Wirkungsgrad zwischen 80 % und 90 % des theoretisch verfügbaren Endenergieertrags liegen.<br />
Der Wirkungsgrad ist meist abhängig von der Anlagengröße. Umso größer die Anlage,<br />
desto bessere Wirkungsgrade lassen sich erzielen.<br />
Die prinzipielle Funktionsweise eines BHKW mit Kraft-Wärme-Kopplung kann der Abbildung<br />
1-27 entnommen werden.<br />
1.4.1.1 Umweltwirkung<br />
Die reine Ökobilanz zur Nutzung von Biomasse für die Energiegewinnung anhand biogener<br />
Gase hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B. dem eingesetzten Rohstoff, der eingesetzten<br />
Technik zur Energiegewinnung und dem logistischen Aufwand, der betrieben werden muss,<br />
um die Biomasse zu bergen und zu sammeln. Je nachdem kann die äquivalente Treibhausgasemission<br />
laut (Ahrens, 2011) pro Kilowattstunde zwischen 51 Gramm CO 2 e (Biogas-<br />
Güllenutzung im BHKW mit voller Wärmekopplung) oder 502 Gramm CO 2 e liegen (Biogas-<br />
Maisnutzung im BHKW ohne Wärmenutzung).<br />
- 84 -
Des Weiteren besteht ein ethischer Konflikt, auf der nur begrenzt verfügbare Ackerfläche anstelle<br />
von Nahrungsmitteln Pflanzen zur Energiegewinnung anzubauen bzw. bisher genutzte<br />
Pflanzen zur Ernährungsversorgung der rein energetischen Nutzung bei zu führen.<br />
Bei der Nutzung von Energieholz ist meist keine Flächenkonkurrenz zu Nahrungsmitteln gegeben<br />
– es wird ja meist das Holz aus bestehenden Wäldern genutzt. Allerdings ist es wichtig,<br />
dass die genutzte Holzmenge nachhaltig genutzt wird. Dies bedeutet, dass nicht mehr<br />
Holz geschlagen wird, als auf natürlichem Wege wieder nachwächst. Auch sollten Wälder<br />
möglichst so bewirtschaftet und angelegt sein, dass eine hohe Biodiversität entstehen kann.<br />
Abbildung 1-27: Funktionsweise eines BHKW mit Verbrennungsmotor<br />
Quelle: (GEP GmbH Bioheizkraftwerke)<br />
- 85 -
1.4.2 Flächenzusammensetzung<br />
Anhand der Flächenzusammensetzung kann man ableiten, welche Biomasse in welchem Umfang<br />
angebaut wird um das etwaige Biomasse-Aufkommen zu ermitteln. Demnach wird in<br />
<strong>Ingelheim</strong> mehr als 50 % der verfügbaren Fläche landwirtschaftlich genutzt und zusammen<br />
mit dem <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald stehen ungefähr 1.350 Hektar Waldfläche zur Verfügung. Die<br />
Flächenzusammensetzung inklusive dem <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald (der sich außerhalb der<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Gemarkung befindet) kann der Tabelle 1-15 entnommen werden. Die Daten<br />
kommen vom (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung, 2010) und werden<br />
nach dem (Forstamt <strong>Ingelheim</strong>, 2012) um die 1.185 ha Fläche des <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwaldes<br />
ergänzt. Diese sind nicht in der Statistik des Statistischen Landesamtes aufgeführt.<br />
Tabelle 1-15: Flächenzusammensetzung <strong>Ingelheim</strong> inkl. <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald]<br />
Quelle: Eigene Darstellung nach Angaben (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung,<br />
2010) und (Forstamt <strong>Ingelheim</strong>, 2012)<br />
Im nächsten Schritt wird die landwirtschaftlich genutzte Fläche weiter aufgeschlüsselt. Auch<br />
diese Daten sind zur Verfügung gestellt durch das statistische Landesamt Rheinland-Pfalz –<br />
Flächennutzung 2010. Es wird aufgezeigt, welche landwirtschaftliche Fläche für die Biomasseanalyse<br />
berücksichtigt und welche unberücksichtigt bleibt. Die Flächenzusammensetzung<br />
der landwirtschaftlich genutzten Fläche kann der Tabelle 1-16 entnommen werden.<br />
Anhand der Flächenzusammensetzung des Statistischen Landesamtes sind keine Flächen<br />
zum Anbau von Energiepflanzen ersichtlich. Auch liegen keine weiteren Informationen über<br />
den Anbau solcher Pflanzen vor. Unter Energiepflanzen versteht man Pflanzen, die gezielt zur<br />
Energieerzeugung angebaut werden. Dies sind Kurzumtriebsplantagen, Energiepflanzen für<br />
halmartige Festbrennstoffe (z. B. Miscanthus) oder einjährige Energiepflanzen zur Biogaserzeugung<br />
(spezieller Mais- oder Getreide-Anbau).<br />
- 86 -
Allerdings wird der Anbau von Energiepflanzen exemplarisch in dieser Studie berechnet, da<br />
es zukünftig eventuell zu einer Änderung der Flächenzusammensetzung und dem Anbau von<br />
Energiepflanzen kommen kann.<br />
Tabelle 1-16: Flächenzusammensetzung der landwirtschaftlich genutzten Fläche<br />
Ackerland<br />
Dauerkulturen<br />
Dauergrünland<br />
Haus‐ und Nutzgärten<br />
Unbekannte Landw. Fläche<br />
Fläche<br />
[ha]<br />
Weizen 360<br />
Roggen 80<br />
Gerste 169<br />
Sonstiges Getreide (Unbekannt) 43<br />
Pflanzen zur Grünernte 19<br />
Hackfrüchte 37<br />
Gemüse 15<br />
Handelsgewächse 195<br />
Sonstige Kulturen 26<br />
Stillgelegte Flächen 50<br />
Brachflächen 4<br />
Baumobstanlagen 281<br />
Rebflächen 610<br />
Sonstige Dauerkulturen (Unbekannt) 72<br />
Weiden 101<br />
Sonstiges Dauergrünland (Unbekannt) 35<br />
Fläche insgesamt<br />
2<br />
1.167<br />
3.266<br />
Kommentar<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt (Annahme: Raps)<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird für Trester‐Verwertung berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird für Erzeugung Biogas teilweise (15 %) berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Quelle: Eigene Darstellung nach Angaben (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung,<br />
2010)<br />
1.4.3 Potenzial aus festen Biobrennstoffen<br />
Bei festen Biobrennstoffen werden direkt die anfallenden Brennstoffe verfeuert und können<br />
zur Wärme- und/oder Stromproduktion genutzt werden. Es gibt holzartige, halm- bzw. krautartige<br />
Festbrennstoffe sowie die Sonderformen der Faulschlamm- und Tresterverwertung.<br />
Die Heizwerte der jeweiligen Brennstoffe sind größtenteils vom Wassergehalt abhängig und<br />
werden in jedem Kapitel entsprechend ausgewiesen.<br />
- 87 -
Waldholz<br />
<strong>Ingelheim</strong> hat ungefähr 1.350 Hektar Waldfläche, wovon etwa 1.185 Hektar vom <strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwald gebildet werden. Nach Aussagen von (Forstamt <strong>Ingelheim</strong>, 2012) wird durch<br />
die Forstwirtschaft etwa 4.000 bis 5.000 Festmeter (fm) Nutzholz im Jahr erwirtschaftet, was<br />
etwa der Menge von 4.200 Tonnen erntefrischem Holz (etwa 50 % Wassergehalt) bzw. etwa<br />
2.600 Tonnen getrocknetem Holz mit etwa 20-prozentigem Wassergehalt entspricht. Unter<br />
Berücksichtigung des spezifischen Heizwertes von 4 MWh pro Tonne ergibt sich ein theoretisches<br />
endenergetisches Energiepotenzial von ca. 10.500 MWh f pro Jahr. Die Berechnung zur<br />
Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-17 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-17: Berechnung Energiepotenzial aus Waldholz<br />
Vorhandene Waldfläche ha 1.365<br />
Holznutzung gesamt fm/a 4.500<br />
Dichte Nutzholz (Mischholz) t/fm 0,94<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (Erntefrisch/50 % Wassergehalt) t/a 4.230<br />
Faktor Umrechnung 50 % Wassergehalt auf 20 % Wassergehalt ‐ 0,63<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (20 % Wassergehalt) t/a 2.644<br />
Spezifischer Heizwert (Mischholz/20 % Wassergehalt) MWh/t 4,0<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 10.575<br />
Laut (Forstamt <strong>Ingelheim</strong>, 2012) werden aus einem Teil des anfallenden Waldholzes etwa<br />
2.000 bis 3.000 Schüttraummeter (srm) Holzhackschnitzel generiert, die größtenteils in einer<br />
Holzhackschnitzelheizung mit einer Leistung von ca. 120 kW an der Emmerichshütte verfeuert<br />
werden und etwa 300 MWh th pro Jahr Wärme erzeugt, um die Waldgaststätte Emmerichshütte,<br />
das Forsthaus mit Gesindehaus, das Forstbüro, das Jagdhaus sowie das Jugendfreizeitheim<br />
mit Nahwärme zu versorgen. Das restlich anfallende Holz wird einerseits als<br />
Industrieholz verwendet und andererseits im kleinen Umfang an Kleinkunden abgegeben.<br />
Durch die beschriebene Nutzung kann das Potenzial zur Nutzung des Waldholzes als voll<br />
ausgenutzt angesehen werden und da der Holz-Einschlag bereits an der Nachhaltigkeitsgrenze<br />
liegt, ist auch eine weitere Steigerung der nutzbaren Holzmenge nicht möglich.<br />
- 88 -
Kurzumtriebsplantagen<br />
Zu Kurzumtriebsplantagen zählen zur Holzproduktion angebaute, schnellwachsende Bäume<br />
oder Sträucher, wie Weiden oder Pappeln. Diese werden in einem Zyklus von etwa drei bis<br />
zehn Jahren abgeerntet und ihrer energetischen Nutzung zugeführt. Anhand der vorliegenden<br />
Daten wird in <strong>Ingelheim</strong> keine Fläche mit dem Anbau von Kurzumtriebsplantagen ausgewiesen.<br />
Sollte es zukünftig allerdings zum Anbau von Kurzumtriebsplantagen kommen, so liegt das<br />
mittlere Ertragspotenzial bei etwa 10 Tonnen pro Hektar und Jahr und der spezifische Heizwert<br />
bei 4 MWh pro Tonne.<br />
Die Berechnung kann der nachfolgenden Tabelle entnommen werden (exemplarisch für einen<br />
Hektar durchgerechnet).<br />
Tabelle 1-18: Berechnung Energiepotenzial aus Kurzumtriebsplantagen<br />
Der Umstieg von üblichen Ein-Jahres-Kulturen auf Kurzumtriebsplantagen mit mehrjährigem<br />
Erntezyklus stellt eine große Umstellung für den Landwirt dar. Es entstehen relativ hohe Anfangsinvestitionen,<br />
z. B. für die Setzlinge der Plantage, während die möglichen Erträge durch<br />
die Aberntung der Plantage erst Jahre später realisiert werden. Auch ist eine eventuelle<br />
Rückführung von Kurzumtriebsplantagen wieder in Ein-Jahres-Kulturen problematisch, da in<br />
so einem Fall die Wurzeln der Plantagen aufwendig gerodet werden müssten. Dies alles sind<br />
Punkte, die den Anbau von Kurzumtriebsplantagen hemmen. Es wird daher davon ausgegangen,<br />
dass der Anbau von Kurzumtriebsplantagen auch zukünftig keine große Rolle spielen<br />
wird.<br />
- 89 -
Landschaftspflegeholz aus der Offenlandschaft<br />
Zum Landschaftspflegeholz aus der Offenlandschaft zählen Strukturen von Gehölzgruppen,<br />
Gehölzstreifen, Feldholzinseln und Einzelbäumen, die unregelmäßig im Landschaftsbild vorkommen.<br />
Bei einem 20-jährigen Umtriebszyklus kann davon ausgegangen werden, dass<br />
jährlich etwa die holzartige Biomasse von 0,3 Schüttraummeter (srm) je Hektar auf den<br />
landwirtschaftlich genutzten Flächen anfallen. Auf <strong>Ingelheim</strong> übertragen würde dies theoretisch<br />
einem Potenzial von etwa 1.000 srm pro Jahr bedeuten. Dies entspricht in etwa dem<br />
Äquivalent von 200 Tonnen Holz.<br />
Unter Berücksichtigung des spezifischen Heizwertes ergibt sich ein theoretisches endenergetisches<br />
Energiepotenzial von etwa 670 MWh f pro Jahr (Berechnung siehe Tabelle 1-19).<br />
Tabelle 1-19: Berechnung Energiepotenzial Landschaftspflegeholz aus der Offenlandschaft<br />
Herangezogene Fläche ha 3.266<br />
Mittleres Ertragspotenzial je ha srm/ha/a 0,3<br />
Ertragspotenzial srm/a 980<br />
Dichte Landschaftspflegeholz t/srm 0,28<br />
Ertragspotenzial t/a 274<br />
Faktor Umrechnung 50 % Wassergehalt auf 30 % Wassergehalt ‐ 0,72<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (30 % Wassergehalt) t/a 198<br />
spezifischer Heizwert (30 % Wassergehalt) MWh/t 3,4<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 672<br />
Dem recht geringen Anfall von Landschaftspflegeholz aus der Offenlandschaft steht ein recht<br />
hoher Aufwand bei Logistik und Bergung des Potenzials entgegen. Es wird daher davon ausgegangen,<br />
dass dieses Potenzial nicht direkt erfasst, geborgen und einer energetischen Nutzung<br />
zur Verfügung bereitgestellt wird.<br />
- 90 -
Altholz aus der Wertstoff- und Sperrmüllsammlung<br />
Laut (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Abfallstatistik, 2011) fallen in Rheinland-Pfalz<br />
pro Einwohner ca. 21 Kilogramm Altholz im Jahr an, welche über den Stoffstrom der Wertstoff-<br />
und Sperrmüllsammlung erfasst werden. Auf die Einwohnerzahl <strong>Ingelheim</strong>s gerechnet<br />
ergibt sich so ein jährliches Holzaufkommen von etwa 500 Tonnen im Jahr, welche theoretisch<br />
einem endenergetischen Energiegehalt von ca. 2.000 MWh f entsprechen.<br />
Die Berechnung zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-20<br />
entnommen werden.<br />
Tabelle 1-20: Berechnung Energiepotenzial aus Altholz<br />
Aufkommen Altholzabfall pro Einwohner und Jahr kg/Einw./a 20,9<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen Altholzabfall pro Jahr t/a 505<br />
Spezifischer Heizwert MWh/t 4,0<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 2.019<br />
Das in <strong>Ingelheim</strong> am Wertstoffhof anfallende Altholz wird vom Abfallwirtschaftsbetrieb Landkreis<br />
Mainz-Bingen laut deren Aussage geschreddert und anschließend zumindest teilweise<br />
im Biomasse-Heizkraftwerk der Firma Boehringer <strong>Ingelheim</strong> energetisch genutzt<br />
(Abfallwirtschaftbetrieb Mainz-Bingen, 2012). Bei einem angesetzten thermischen und<br />
elektrischen Wirkungsgrad von jeweils 35 % dieser Anlage und der Annahme, dass die gesamte<br />
anfallende Altholzmenge energetisch genutzt wird, ergibt sich ein Energieertrag von<br />
etwa 800 MWh el und 800 MWh th im Jahr.<br />
- 91 -
Holzartige Gartenabfälle<br />
Laut (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Abfallstatistik, 2011) fallen pro Jahr und<br />
Einwohner im Landkreis Mainz-Bingen 122,5 Kilogramm Gartenabfälle an. Dieser setzt sich<br />
aus holzartigem und krautartigem Abfall zusammen. Es kann davon ausgegangen werden,<br />
dass 35 % holzartiger und 65 % krautartiger Konsistenz sind. Die krautartige Biomasse wird<br />
als Unterpunkt „krautartige Gartenabfälle“ im Kapitel 1.4.4 behandelt.<br />
Der 35-prozentige holzartige Anteil ergibt auf die <strong>Ingelheim</strong>er Einwohnerzahl hochgerechnet<br />
ein jährliches Potenzial von ca. 1.000 Tonnen holzartigen Gartenabfällen. Bei einem spezifischen<br />
Heizwert von 3,4 MWh pro Tonne (Wassergehalt ca. 30 %) ergibt dies theoretisch ca.<br />
2.500 MWh f endenergetisches Energiepotenzial (Siehe hierzu Tabelle 1-21).<br />
Tabelle 1-21: Berechnung Energiepotenzial aus holzartigem Gartenabfall<br />
Aufkommen Gartenabfälle pro Einwohner und Jahr kg/Einw./a 122,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Anteil holzartige Gartenabfälle % 35<br />
Aufkommen holzartige Gartenabfälle pro Jahr (50 % Wassergehalt) t/a 1.036<br />
Faktor Umrechnung 50 % Wassergehalt auf 30 % Wassergehalt ‐ 0,72<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (30 % Wassergehalt) t/a 746<br />
Spezifischer Heizwert (30 % Wassergehalt) MWh/t 3,4<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 2.535<br />
Die holzartigen Gartenabfälle werden vom Abfallwirtschaftsbetrieb Landkreis Mainz-Bingen<br />
geschreddert und zu einem Teil dem Humuswerk Essenheim zugeführt und zum anderen Teil<br />
auf Felder als Nährstoffsubstrat ausgebracht (Abfallwirtschaftbetrieb Mainz-Bingen, 2012).<br />
Eine energetische Nutzung ist somit nicht gegeben und es kann nicht davon ausgegangen<br />
werden, dass sich dies zukünftig ändern wird.<br />
- 92 -
Stroh<br />
Als Stroh werden gedroschene und getrocknete Halme von Feldfrüchten wie Weizen, Roggen,<br />
Gerste oder Raps bezeichnet. Die jeweils angebauten Flächen von Feldfrüchten werden<br />
im Kapitel 1.4.2 aufgezeigt.<br />
Je nach Feldfrucht ergeben sich unterschiedliche Ertragslagen und liegen zwischen 4,2 Tonnen<br />
(Raps) und 7,3 Tonnen (Weizen) pro Hektar und Jahr. Es wird davon ausgegangen, dass<br />
es zu Bergungsverlusten von etwa 15 % bei Weizen, Roggen und Gerste und 35 % bei Raps<br />
kommt. Bergungsverluste beinhalten zu Beispiel zurückbleibende Stoppeln auf den Feldern<br />
sowie Bruchverluste. Des Weiteren ist auch nur ein Teil des geborgenen Strohs unter ökologischem<br />
Gesichtspunkt für die energetische Nutzung langfristig verfügbar (etwa 30 % bei<br />
Weizen, Roggen Gerste und etwa 10 % bei Raps). Der Großteil des anfallenden Strohs wird<br />
als Futter oder Einstreumittel in der Viehwirtschaft verwendet oder wird auf landwirtschaftlich<br />
genutzten Flächen als Nährstoffquelle für den Boden belassen oder eingearbeitet.<br />
Unter Berücksichtigung eines spezifischen Korn/Stroh-Verhältnisses und dem spezifischen<br />
Heizwert von Stroh ergibt sich ein theoretisches endenergetisches Potenzial von etwa 3.600<br />
MWh f im Jahr (Siehe Tabelle 1-22).<br />
Tabelle 1-22: Berechnung Energiepotenzial aus Stroh<br />
Weizen Roggen Gerste<br />
Raps<br />
Vorhandene Anbaufläche ha 360 80 169 195<br />
Durchschnittlicher Ernteertrag je ha t/ha/a 7,3 4,6 6,3 4,2<br />
Bergungsverluste % 15 15 15 35<br />
Anteil für energetische Nutzung % 30 30 30 10<br />
Durchschnittlicher Ernteertrag Netto t/a 670 94 271 53<br />
Korn/Stroh‐Verhältnis ‐ 0,8 0,9 0,7 1,7<br />
Strohertrag Netto t/a 536 84 190 90<br />
Strohertrag Netto Gesamt t/a<br />
901<br />
Spezifischer Heizwert (15 % Wassergehalt) MWh/t<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a<br />
4<br />
3.604<br />
- 93 -
Die energetische Nutzung von Stroh findet bundesweit nur sehr vereinzelt statt und dann<br />
auch meist nur als Beimengung bei der Verfeuerung anderer Biomassen. Hintergrund sind<br />
technische Probleme bei der hochanteiligen Strohverfeuerung bezüglich Emissionsverhalten<br />
und Verschlackung von Anlagen wegen eines niedrigen Ascheschmelzpunktes. Ein Ansatz für<br />
die zukünftige energetische Nutzung von Stroh bildet die Pelletierung von Stroh mit dem<br />
teilweisen Zusatz von anderen Energieträgern.<br />
Laut Aussage des Vorsitzenden des Winzer- und Bauernverbandes, Herr Werner, wird momentan<br />
das anfallende Stroh größtenteils den landwirtschaftlich genutzten Feldern zur Nährstoffrückführung<br />
wieder untergepflügt. Eine Anlage zur energetischen Nutzung ist nicht bekannt<br />
(Winzer- und Bauernverband <strong>Ingelheim</strong>, 2012).<br />
Es kann allerdings davon ausgegangen werden, dass bis zum Jahr 2020 der ausgewiesene<br />
endenergetische Energieertrag von 3.600 MWh f /a energetisch genutzt und mit einem Wirkungsgrad<br />
von jeweils 35 % thermisch und elektrisch in einem Blockheizraftwerk verfeuert<br />
wird. Hieraus ergibt sich ein theoretisches Energiepotenzial von 1.260 MWh el und 1.260<br />
MWh th pro Jahr.<br />
- 94 -
Miscanthus<br />
Miscanthus ist eine schnellwachsende Grasart und generiert einen halmartigen Festbrennstoff,<br />
der energetisch genutzt werden kann. In <strong>Ingelheim</strong> wird aktuell keine Anbaufläche von<br />
Miscanthus ausgewiesen.<br />
Unter Berücksichtigung eines eventuellen zukünftigen Anbaus ist anzumerken, dass der<br />
durchschnittliche Ernteertrag bei etwa 15 Tonnen pro Hektar und Jahr und der spezifische<br />
Heizwert bei 3,9 MWh pro Tonne liegt.<br />
Die exemplarische Berechnung eines mit Miscanthus angebauten Hektars kann der Tabelle<br />
1-23 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-23: Berechnung Energiepotenzial aus Miscanthus<br />
Angebaute Fläche ha 1,0<br />
Durchschnittlicher Ernteertrag je ha [TS] t/ha/a 15<br />
Ernteertrag t/a 15<br />
Spezifischer Heizwert [TS] MWh/t 3,9<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWhf/a 59<br />
Laut (Biomassepotenzialstudie Hessen, 2009) kann zukünftig von einer steigenden Anbaufläche<br />
von Miscanthus ausgegangen werden. Allerdings sind diesbezüglich keine genaueren<br />
Angaben vorhanden und daher wird ein eventuelles zukünftiges Potenzial für die Stadt<br />
<strong>Ingelheim</strong> durch den Anbau von Miscanthus nicht berücksichtigt. Es wird allerdings empfohlen,<br />
frei werdende landwirtschaftliche Flächen zumindest teilweise mit Energiepflanzen zu<br />
bebauen und das hierdurch entstehende Biomassepotenzial entsprechend zu bilanzieren.<br />
- 95 -
Klärschlamm<br />
Laut Aussage des (Abwasserzweckverband Untere Selz, 2012) fallen pro Jahr etwa 12.000<br />
Tonnen Klärschlamm mit einem Trockensubstrat-Gehalt von ca. 30 % an. Dies bedeutet,<br />
dass etwa 3.600 Tonnen reines Klärschlamm-Trockensubstrat im Jahr in <strong>Ingelheim</strong> anfällt.<br />
Bei einem spezifischen Heizwert von 3 MWh pro Tonne ergibt dies ein theoretisches Endenergetisches<br />
Energiepotenzial von etwa 10.800 MWh f pro Jahr.<br />
Tabelle 1-24: Berechnung Energiepotenzial aus Klärschlamm<br />
Klärschlammaufkommen (ca. 30 % TS) t/a 12.000<br />
Klärschlammaufkommen (TS) t/a 3.600<br />
Spezifischer Heizwert Klärschlamm (TS) MWh/t 3,0<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 10.800<br />
In der Vergangenheit gab es Versuche, den anfallenden Klärschlamm direkt auf dem Betriebsgelände<br />
des Abwasserzweckverband Untere Selz (AVUS) durch thermische Vergasung<br />
energetisch zu nutzen. Nach einer Pilotphase wurde dieses Vorhaben allerdings eingestellt<br />
und nicht weiter verfolgt.<br />
Zurzeit wird laut (Abwasserzweckverband Untere Selz, 2012) der anfallende Klärschlamm zu<br />
einem Braunkohlekraftwerk transportiert und dort der Verbrennung beigemischt. Zukünftig<br />
ist jedoch angestrebt, den Klärschlamm wieder direkt beim AVUS energetisch zu Nutzen. Eine<br />
genaue Aussage von Seiten des AVUS, auf welchem Weg dies geschehen soll, konnte allerdings<br />
noch nicht getroffen werden.<br />
Bei einer angenommenen Verwertung zur Strom- und Wärmeerzeugung mit einem Wirkungsgrad<br />
von jeweils 35 % ergibt sich ein theoretisches Ertragspotenzial von 3.780 MWh el<br />
und 3.780 MWh th .<br />
- 96 -
Trester<br />
<strong>Ingelheim</strong> ist für seinen Weinanbau bekannt und zählt zu den größten Weinanbaugemeinden<br />
Rheinhessens. Laut Flächenstatistik aus Kapitel 1.4.2 werden auf insgesamt 610 Hektar Wein<br />
angebaut. Bei der Weinproduktion entsteht beim Auspressen der Weintrauben ein Pflanzenrückstand,<br />
der als Trester bezeichnet wird. Der durchschnittliche Tresteranfall pro Hektar<br />
Weinanbaufläche liegt laut (TSB Bericht Trestervergärung, 2006) bei einer Tonne Trockensubstrat<br />
pro Jahr. Als ökologisch und technisch verwertbar werden etwa 70 % angenommen<br />
sowie der spezifische Heizwert von 6,1 MWh pro Tonne berücksichtigt.<br />
Die Berechnung zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-25<br />
entnommen werden.<br />
Tabelle 1-25: Berechnung Energiepotenzial aus Trester<br />
Fläche Weinanbau ha 610<br />
Durchschnittlicher Biomasseertrag je ha [TS] t/ha/a 1,0<br />
Ökologisch Verwertbar % 70<br />
Biomasseertrag [TS] t/a 438<br />
Spezifischer Heizwert MWh/t 6,1<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 2.670<br />
Der anfallende Trester wird nach Aussage (Winzer- und Bauernverband <strong>Ingelheim</strong>, 2012) auf<br />
landwirtschaftlich genutzte Flächen als Nährstoffträger ausgebracht. Es wird nicht davon<br />
ausgegangen, dass es zukünftig zu einer Änderung der bestehenden Praxis kommen wird.<br />
- 97 -
1.4.4 Potenzial aus Biogas<br />
Durch einen anaeroben Abbau von organischen Stoffen entstehen biogene Gase, welche<br />
hauptsächlich aus Methan (CH 4 ) und Kohlendioxid (CO 2 ) bestehen. Um biogene Gase technisch<br />
nutzen zu können, finden anaerobe Gärungs- und Fäulnisprozesse in Biogasanlagen<br />
statt.<br />
Biogas aus Wirtschaftsdünger<br />
Unter Wirtschaftsdünger versteht man die anfallende Gülle und den anfallenden Festmist aus<br />
der landwirtschaftlichen Tierhaltung. Der in <strong>Ingelheim</strong> vorhandene Nutztierbestand kann<br />
über das Statistische Landesamt Rheinland-Pfalz erfragt werden und ist in Tabelle 1-26 aufgelistet.<br />
Weitere Tierbestände werden nicht ausgewiesen bzw. unterliegend der Geheimhaltung.<br />
Tabelle 1-26: Nutztierbestand in <strong>Ingelheim</strong> 2010<br />
Einhufer Schafe Hühner<br />
141 40 82<br />
Quelle: Eigene Darstellung nach Daten<br />
(Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Viehbestand, 2010)<br />
Da nur der in Ställen anfallende Wirtschaftsdünger wirtschaftlich bergbar ist, muss der Zeitanteil<br />
des Stallaufenthalts einer Tiergattung berücksichtigt werden. Es wird angenommen,<br />
dass sich Einhufer, Schafe und Hühner jeweils zu 50 % Ihrer Zeit im Stall befinden.<br />
Laut (Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten) „Tabelle 6c<br />
- Rottemist- und Jaucheanfall verschiedener Tierarten in t bzw. m³ pro mittlerem Jahresbestand<br />
in Abhängigkeit von Leistung, Fütterung und Haltungsform“ – entsprechend der Düngeverordnung<br />
Anlage 5 – fallen je Einhufer 7,8 Tonnen, je Schaf 2,3 Tonnen und je Huhn<br />
0,029 Tonnen Festmist und Jahr an. Eine Gülleaufkommen ist bei diesen Nutztieren nicht gegeben.<br />
Der spezifische Biogasertrag liegt zwischen 90 und 169 m³ je Tonne Mist und der Methangehalt<br />
beträgt 55 % bzw. 65 %.<br />
- 98 -
Es ergibt sich insgesamt ein Methanertrag von ca. 33.000 m³ pro Jahr. Bei einem Spezifischen<br />
Heizwert von 9,97 kWh pro Kubikmeter Methan ergibt sich ein endenergetischer Energieertrag<br />
von etwa 329 MWh f pro Jahr.<br />
Die Rechenwege zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials aus Wirtschaftsdünger<br />
kann der Tabelle 1-27 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-27: Berechnung Energiepotenzial aus Wirtschaftsdünger<br />
Der anfallende Festmist verteilt sich laut Statistisches Landesamt auf insgesamt 14 Betriebe<br />
bzw. Halter. Von einer wirtschaftlichen Nutzung des recht geringen theoretischen Energiepotenzials<br />
kann nicht ausgegangen werden.<br />
- 99 -
Einjährige Energiepflanzen<br />
Zurzeit wird laut (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung, 2010) keine<br />
Fläche explizit für den Anbau von einjährigen Energiepflanzen ausgewiesen. Sollte es zukünftig<br />
zu einem entsprechenden Anbau kommen, so wird laut (Biomassepotenzialstudie Hessen,<br />
2009) davon ausgegangen, dass auf 60 % der Fläche energetisch nutzbarer Mais und auf<br />
den restlichen 40 % der Fläche energetisch nutzbares Getreide angebaut wird.<br />
Der durchschnittliche Biomasseertrag liegt bei Mais bei 50 Tonnen pro Hektar und Jahr und<br />
bei Getreide bei 25 Tonnen pro Hektar und Jahr. Der Biogasertrag von Maissilage liegt bei<br />
200 Kubikmeter je Tonne Frischmasse, bei Getreidesilage bei 196 Kubikmeter je Tonne<br />
Frischmasse. Der Methangehalt liegt in beiden Fällen bei 52 %.<br />
Exemplarisch wird in nachstehender Tabelle der Anbau von einem Hektar einjähriger Energiepflanzen<br />
ausgewiesen.<br />
Tabelle 1-28: Berechnung Energiepotenzial aus einjährigen Energiepflanzen<br />
Der Anbau von einjährigen Energiepflanzen steht in direkter Konkurrenz zum Anbau von<br />
Nahrungsmittel-Pflanzen für Menschen und Tiere. Über das zukünftige Vorhandensein von<br />
Anbauflächen für Energiepflanzen kann keine abschließende Aussage getroffen werden.<br />
- 100 -
Dauergrünland<br />
Als Dauergrünland werden Wiesen, Weiden und Hutungen verstanden. In der Gemarkung<br />
<strong>Ingelheim</strong> decken diese eine Fläche von zusammen 136 ha ab. Man kann davon ausgehen,<br />
dass ein Großteil der Fläche zur Tierfuttergewinnung oder als Weidefläche für die Tierhaltung<br />
genutzt werden, so dass nur ca. 15 % der Fläche für eine energetische Nutzung zur Verfügung<br />
steht.<br />
Der durchschnittliche Biomasseertrag liegt bei etwa 25 Tonnen Frischmasse pro Hektar und<br />
Jahr, der spezifische Biogasertrag je Tonne Frischmasse bei 98 Kubikmeter. Der Methangehalt<br />
beträgt 54 % und der spezifische Heizwert 9,97 kWh pro Kubikmeter.<br />
Die Berechnung zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-29<br />
entnommen werden.<br />
Tabelle 1-29: Berechnung Energiepotenzial aus Dauergrünland<br />
Fläche Dauergrünland ha 136<br />
Verfügbarkeit für energetische Nutzung % 15<br />
Fläche energetische Nutzung ha 20<br />
Durchschnittlicher Biomasseertrag je ha [FM] t/ha/a 25<br />
Biomasseertrag t/a 510<br />
Spezifischer Biogasertrag je t [FM] m³/t 98<br />
Biogasertrag m³/a 49.980<br />
Methangehalt % 54<br />
Methanertrag m³/a 26.989<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 269<br />
Das theoretische Energiepotenzial ist recht gering und spricht gegen eine wirtschaftliche<br />
Nutzung.<br />
- 101 -
Straßenbegleitgrün entlang Verkehrswegen<br />
Neben dem holzartigen Straßenbegleitgrün aus dem vorherigen Kapitel fällt an Verkehrswegen<br />
auch krautartige Biomasse zur Erzeugung von Biogas an. Pro Straßenkilometer beträgt<br />
die Pflegefläche ca. 0,5 Hektar. Bei den Werten für das mittlere Ertragspotenzial je Hektar,<br />
dem spezifischem Biogasertrag je Tonne und dem Methangehalt werden die Angaben vom<br />
Dauergrünland angenommen, da es sich prinzipiell um dasselbe Substrat (Gräser) handelt.<br />
Die Berechnung zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-30<br />
entnommen werden.<br />
Tabelle 1-30: Berechnung Energiepotenzial aus Straßenbegleitgrün<br />
Herangezogene Verkehswegelänge km 30<br />
Pflegefläche je Kilometer ha/km 0,5<br />
Mittleres Ertragspotenzial je ha [FM] t/ha/a 25<br />
Ertragspotenzial t/a 750<br />
Spezifischer Biogasertrag je t [FM] m³/t 98<br />
Biogasertrag m³/a 73.500<br />
Methangehalt % 54<br />
Methanertrag m³/a 39.690<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 396<br />
Um das Energiepotenzial nutzen zu können, muss das anfallende Mahdgut geborgen werden.<br />
Dies wird nach Aussage des <strong>Ingelheim</strong>er Bauhofes momentan nicht realisiert, sondern das<br />
Straßenbegleitgrün wird auf der bearbeiteten Pflegefläche belassen (Bauhof <strong>Ingelheim</strong>,<br />
2012). Der zusätzliche Aufwand für eine Bergung der recht geringen jährlich anfallende<br />
Menge wird sich wohl auch zukünftig nicht rechnen.<br />
- 102 -
Bioabfall<br />
Laut dem (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Abfallstatistik, 2011) fallen im Landkreis<br />
Mainz-Bingen jährlich pro Einwohner 82,5 Kilogramm Bioabfall an. Hochgerechnet auf die<br />
24.152 <strong>Ingelheim</strong>er Einwohner ergibt sich eine jährliche Gesamtmenge an Bioabfall von etwa<br />
2.000 Tonnen.<br />
Bei einem spezifischen Biogasertrag von 110 Kubikmeter pro Tonne und einem Methangehalt<br />
von 55 % ergibt sich ein theoretischer Methanertrag von ca. 120.500 Kubikmeter, welche einen<br />
endenergetischen Energieertrag von 1.200 MWh f pro Jahr darstellen.<br />
Die Berechnung zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-31<br />
entnommen werden.<br />
Tabelle 1-31: Berechnung Energiepotenzial aus Bioabfall<br />
Bioabfallaufkommen kg/Einw./a 82,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen Bioabfälle pro Jahr t/a 1.993<br />
Spezifischer Biogasertrag je t m³/t 110<br />
Biogasertrag m³/a 219.179<br />
Methangehalt % 55<br />
Methanertrag m³/a 120.549<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 1.202<br />
- 103 -
Der anfallende Biomüll der Stadt <strong>Ingelheim</strong> wird vom Abfallwirtschaftsbetrieb Landkreis<br />
Mainz-Bingen mit Sitz in <strong>Ingelheim</strong> entsorgt. Dieser bringt den anfallenden Bioabfall zur<br />
Kompostierung zum Humuswerk Essenheim, welches sich außerhalb der <strong>Ingelheim</strong>er Gemarkung<br />
befindet. In diesem Jahr wurde im Humuswerk Essenheim eine Biogasanlage mit<br />
900 kW elektrischer Nennleistung in Betrieb genommen, in der die durch die Vergärung anfallende<br />
Biogasmenge durch ein Blockheizkraftwerk energetisch genutzt wird<br />
(Abfallwirtschaftbetrieb Mainz-Bingen, 2012).<br />
Unter der Annahme eines elektrischen Wirkungsgrades von 35 % kann somit durch den<br />
<strong>Ingelheim</strong>er Bioabfall bilanziell etwa 420 MWh el elektrische Energie pro Jahr erzeugt werden.<br />
Die erzeugte Wärme wird für die Trockenfermentation und die Nachrottung der Biomasse<br />
genutzt.<br />
Krautartige Gartenabfälle<br />
Wie bereits im vorangegangenen Kapitel dargestellt, fallen laut (Statistisches Landesamt<br />
Rheinland-Pfalz - Abfallstatistik, 2011) jährlich pro Einwohner des Landkreises Mainz-Bingen<br />
etwa 123 Kilogramm Gartenabfälle an. Hiervon sind etwa 35 % holzartig (43 Kilogramm pro<br />
Jahr und pro Einwohner) und 65 % krautartig (80 Kilogramm pro Jahr und Einwohner).<br />
Der spezifische Biogasertrag pro Tonne krautartigem Gartenabfall beträgt etwa 80 Kubikmeter<br />
bei einem Methangehalt von 52 %. Es ergibt sich somit das theoretische Potenzial von<br />
ca. 800 MWh f endenergetischem Energieertrag.<br />
Die Berechnung zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-32<br />
entnommen werden.<br />
- 104 -
Tabelle 1-32: Berechnung Energiepotenzial aus krautartigen Gartenabfällen<br />
Aufkommen Gartenabfälle kg/Einw./a 122,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen krautartige Gartenabfälle % 65<br />
krautartige Gartenabfälle pro Jahr t/a 1.923<br />
Spezifischer Biogasertrag je t m³/t 80<br />
Biogasertrag m³/a 153.848<br />
Methangehalt % 52<br />
Methanertrag m³/a 80.001<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 798<br />
Die am Wertstoffhof <strong>Ingelheim</strong> anfallenden Gartenabfälle werden laut Aussage des Abfallwirtschaftsbetrieb<br />
Landkreis Mainz-Bingen teilweise zum Humuswerk Essenheim gebracht<br />
(Abfallwirtschaftbetrieb Mainz-Bingen, 2012). Wie bereits im vorherigen Punkt „Bioabfall“ erläutert,<br />
geht am Humuswerk dieses Jahr eine Biogasanlage in Betrieb. Neben der energetischen<br />
Nutzung des anfallenden Biomülls sollen auch Gartenabfälle der Biogasanlage zugeführt<br />
werden.<br />
Unter der Annahme eines elektrischen Wirkungsgrads der Anlage von 35 % können bilanziell<br />
somit aus den krautartigen <strong>Ingelheim</strong>er Gartenabfällen theoretisch etwa 280 MWh el elektrische<br />
Energie erzeugt werden.<br />
- 105 -
Gewerbliche Küchen- und Kantinenabfälle<br />
Laut (Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Abfallstatistik, 2011) fallen in Rheinland-Pfalz<br />
im Jahr pro Einwohner 3,5 Kilogramm gewerbliche Küchen- und Kantinenabfälle an. Dies<br />
ergibt für die Stadt <strong>Ingelheim</strong> eine Abfallmenge von ca. 85 Tonnen im Jahr. Bei einem spezifischen<br />
Biogasertrag von 110 Kubikmeter pro Tonne, einem Methangehalt von 55 % und<br />
dem spezifischen Heizwert von Methan von 9,97 kWh pro Kubikmeter ergibt sich ein theoretischer<br />
endenergetischer Energieertrag von ca. 51 MWh f .<br />
Die Rechenschritte zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der Tabelle 1-33<br />
entnommen werden.<br />
Tabelle 1-33: Berechnung Energiepotenzial aus gewerblichen Küchen- und<br />
Kantinenabfällen<br />
Aufkommen Einwohner und Jahr kg/Einw./a 3,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen pro Jahr t/a 85<br />
Spezifischer Biogasertrag je t m³/t 110<br />
Biogasertrag m³/a 9.299<br />
Methangehalt % 55<br />
Methanertrag m³/a 5.114<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f /a 51<br />
Das vorhandene theoretische endenergetische Potenzial ist recht gering. Es wird davon ausgegangen,<br />
dass die anfallenden Küchen- und Kantinenabfälle bereits privatwirtschaftlich (zusammen<br />
mit anderen Abfällen) verwertet werden.<br />
- 106 -
Klärgas aus Faulschlamm<br />
Laut (Abwasserzweckverband Untere Selz, 2012) wird der Faulschlamm mit einem TS-Gehalt<br />
von etwa 3 bis 4 % in Faultürmen vergoren, woraus ungefähr 1,7 Mio. Kubikmeter Klärgas<br />
pro Jahr erzeugt werden. Klärgas hat einen Methangehalt von ca. 65 %.<br />
Der Rechenweg zur Ermittlung des theoretischen Energiepotenzials kann der nachstehenden<br />
Tabelle entnommen werden.<br />
Tabelle 1-34: Berechnung Energiepotenzial aus Klärgas<br />
Klärschlammaufkommen (3‐4 % TS) t/a 100.000<br />
Klärgasaufkommen m³/a 1.700.000<br />
Methangehalt % 65<br />
Methanertrag m³/a 1.105.000<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 11.017<br />
Das erzeugte Biogas wird in einem Blockheizkraftwerk energetisch genutzt und bringt etwa<br />
2.000 MWh el elektrischen Strom (Abwasserzweckverband Untere Selz, 2012). Die erzeugte<br />
Wärme wird dazu verwendet, den Trockenmasseanteil des Faulschlammes von etwa 30 %<br />
(12.000 Tonnen im Jahr) auf etwa 70 bis 80 % zu erhöhen. Hierzu wird nach Aussage des<br />
AVUS der Klärschlamm etwa 20 Tage bei einer Temperatur von 37 °C zwischengelagert.<br />
- 107 -
1.4.5 Zusammenfassung Potenzial aus Biomasse<br />
Fester Biobrennstoff<br />
Eine Zusammenfassung der theoretisch vorhandenen endenergetischen Potenziale aus festem<br />
Biobrennstoff kann der Tabelle 1-35 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-35: Energiepotenzial aus festem Biobrennstoff<br />
Potenzial<br />
[MWh f /a]<br />
Waldholz 10.600<br />
Kommentar<br />
teilweise energetische Nutzung Holzheizwerk<br />
Emmerichshütte; Industrieholz;<br />
Kleine Menge an Kleinabnehmer;<br />
Kurzumtriebsplantagen 0 Keine ausgewiesene Fläche vorhanden<br />
Landschaftspflegeholz 700<br />
Altholz aus der Wertstoffsammlung 2.000<br />
Potenzial zu gering; Logistischer Aufwand<br />
zu groß;<br />
Teilweise Nutzung im Bioheizkraftwerk<br />
Boehringer <strong>Ingelheim</strong>;<br />
Gartenabfälle holzartig 2.500 Landwirtschaftliche Nutzung;<br />
Stroh 3.600<br />
Keine Information über derzeitige Nutzung;<br />
Miscanthus 0 Keine ausgewiesene Fläche vorhanden<br />
Klärschlamm 10.800<br />
Verfeuerung Braunkohlekraftwerk; Zukünftige<br />
energetische Nutzung direkt<br />
vor Ort;<br />
Trester 2.700 Landwirtschaftliche Nutzung<br />
SUMME 32.900<br />
Es zeigt sich, dass die Potenziale aus Waldholz, Altholz und Klärschlamm mit zusammen<br />
23.400 MWh f /a bereits über 70 % des gesamten theoretisch verfügbaren endenergetischen<br />
Potenzials aus festem Biobrennstoff darstellen.<br />
Das Waldholz wird bereits energetisch – zumindest teilweise – zur Wärmeerzeugung in einem<br />
Holzheizwerk im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald, um insgesamt vier umliegende Gebäude mit<br />
Wärme zu versorgen, genutzt. Laut Aussage des Forstwirtschaftsbetriebs wird pro Jahr etwa<br />
300 MWh th Wärme erzeugt. Im kleinen Umfang wird Waldholz Kleinverbrauchern zur Verfügung<br />
gestellt, die das Holz in privaten Öfen zur Wärmeerzeugung einsetzten. Der nicht energetisch<br />
genutzte Waldholzanteil wird industriell verarbeitet.<br />
- 108 -
Der Klärschlamm wird zurzeit in einem Braunkohlekraftwerk verfeuert. Zukünftig ist allerdings<br />
geplant, den Klärschlamm ortsnah selber energetisch zu nutzen. Über die genaue Planung,<br />
auf welche Art und Weise dies geschehen soll, konnte allerdings noch keine Aussage<br />
von Seiten des AVUS gemacht werden.<br />
Das im Wertstoffhof anfallende Altholz wird geschreddert und teilweise dem Bioheizkraftwerk<br />
der Firma Boehringer <strong>Ingelheim</strong> zugeführt.<br />
Insgesamt kann davon ausgegangen werden, dass aus dem theoretisch vorhandenen endenergetischen<br />
Energiepotenzial von ca. 33.000 MWh f zurzeit etwa 4.500 MWh el elektrischer<br />
Strom und 4.800 MWh th Wärme erzeugt wird (Siehe Tabelle 1-36).<br />
Tabelle 1-36: Energetische Nutzung fester Biobrennstoff<br />
Endenergetisches<br />
Potenzial<br />
[MWh f /a]<br />
Derzeitige<br />
Nutzung<br />
Angenommener<br />
Wirkungsgrad<br />
[η]<br />
Erzeugter<br />
Strom<br />
[MWh el /a]<br />
Erzeugte<br />
Wärme<br />
[MWh th /a]<br />
Waldholz 10.600 Holzheizwerk Emmerichshütte ‐ 0 300<br />
Altholz 2.000<br />
Biomasseheizkraftwerk<br />
Boehringer <strong>Ingelheim</strong><br />
0,35 700 700<br />
Klärschlamm 10.800 Braunkohlekraftwerk 0,35 3.780 3.780<br />
4.480 4.780<br />
- 109 -
Biogenes Gas<br />
Die Auflistung der theoretisch vorhandenen endenergetischen Energiepotenziale aus biogenem<br />
Gas werden in Tabelle 1-37 dargestellt.<br />
Tabelle 1-37: Energiepotenzial aus biogenem Gas<br />
Potenzial<br />
[MWh f /a]<br />
Kommentar<br />
Wirtschaftsdünger 300 Potenzial zu gering;<br />
Einjährige Energiepflanzen 0 Keine ausgewiesene Fläche vorhanden<br />
Dauergrünland 300 Potenzial zu gering;<br />
Straßenbegleitgrün 400 Potenzial zu gering;<br />
Bioabfall 1.200<br />
Gartenabfälle krautartig 800<br />
Gewerbliche Küchenund<br />
Kantinenabfälle<br />
Energetische Nutzung in Biogasanlage<br />
Humuswerk Essenheim;<br />
Teilweise energetische Nutzung in Biogasanlage<br />
Humuswerk Essenheim;<br />
50 Potenzial zu gering;<br />
Klärgas 11.000 Energetische Nutzung in einem BHKW;<br />
SUMME 14.100<br />
Von dem theoretisch vorhandenen endenergetischen Potenzial in Höhe von ca. 14.100 MWh f<br />
werden bereits mindestens 12.200 MWh f energetisch genutzt. Die weiteren theoretischen Potenziale<br />
sind meist zu gering, um diese wirtschaftlich nutzen zu können. Hierzu muss eine<br />
entsprechende Logistik aufgebaut werden, die recht geringe Mengen an anfallender Biomasse<br />
bergen kann.<br />
Der anfallende Bioabfall und Gartenabfall wird zum Humuswerk Essenheim gebracht, wo in<br />
diesem Jahr eine Biogasanlage zur energetischen Nutzung biogener Stoffe in Betrieb gegangen<br />
ist. Die erzeugte Wärme wird der Trockenfermentation und der Nachrottung des Biostoffes<br />
zugeführt.<br />
Das anfallende Klärgas wird in einem BHKW energetisch genutzt, indem der erzeugte Strom<br />
in das öffentliche Netz eingespeist wird (etwa 2.000 MWh el /a). Die anfallende Wärme wird<br />
- 110 -
dazu verwendet, den Trockenmasseanteil des Klärschlammes zu erhöhen. Hierzu wird dieser<br />
in Behältern für ca. 20 Tage bei einer Temperatur von etwa 37 °C gelagert.<br />
Insgesamt kann davon ausgegangen werden, dass aus dem theoretisch vorhandenen endenergetischen<br />
Energiepotenzial von ca. 14.200 MWh f etwa 2.700 MWh el /a elektrischer Strom<br />
erzeugt wird (Siehe Tabelle 1-38).<br />
Tabelle 1-38: Energetische Nutzung biogenes Gas<br />
Endenergetisches<br />
Potenzial<br />
[MWh f /a]<br />
Derzeitige<br />
Nutzung<br />
Angenommener<br />
Wirkungsgrad<br />
[η]<br />
Erzeugter<br />
Strom<br />
[MWh el /a]<br />
Erzeugte<br />
Wärme<br />
[MWh th /a]<br />
Bioabfall 1.200 Biogasanlage Essenheim 0,35 420 ‐<br />
krautartige Gartenabfälle 800 Biogasanlage Essenheim 0,35 280 ‐<br />
Klärgas 11.000 BHKW auf Werksgelände ‐ 2.000 ‐<br />
2.700 0<br />
Zusammenfassung<br />
Insgesamt steht in <strong>Ingelheim</strong> theoretisch etwa 47.200 MWh f endenergetische Biomasse pro<br />
Jahr zur Verfügung. Hieraus werden zurzeit im Jahr etwa 12.000 MWh nutzbare Energie erzeugt.<br />
Das Ergebnis kann der Tabelle 1-39 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-39: Genutzte Energie aus Biomasse<br />
erzeugter Strom<br />
[MWh el /a]<br />
erzeugte Wärme<br />
[MWh th /a]<br />
Feste Biobrennstoffe 4.500 4.800<br />
Biogenes Gas 2.700 0<br />
SUMME 7.200 4.800<br />
- 111 -
1.4.6 Szenario 2020<br />
In einem Szenario 2020 wird nicht davon ausgegangen, dass es zu einer großen Änderung<br />
der jetzt vorliegenden Flächenstruktur kommt. Eine Umstellung von vorhandenen landwirtschaftlichen<br />
Flächen auf den Anbau von Energiepflanzen, Miscanthus oder Kurzumtriebsplantagen<br />
ist nicht absehbar. Gründe hierfür sind unter anderem finanzieller (z. B. die hohe<br />
Anfangsinvestition für Kurzumtriebsplantagen), technischer (z. B. schlechte Verbrennungseigenschaften)<br />
oder auch ethischer Natur (nutzbaren Ackerboden anstelle für die Nahrungsgewinnung<br />
zur Energiegewinnung zu verwenden).<br />
Auch ist bei vielen der noch theoretisch vorhandenen Potenziale der logistische Aufwand,<br />
diese zu bergen, zu hoch, um diese anschließend energetisch noch wirtschaftlich nutzen zu<br />
können.<br />
Ein recht großes Potenzial besteht noch in der teilweisen Nutzung des im Untersuchungsgebiet<br />
anfallenden Strohs. Zurzeit ist die energetische Nutzung von Stroh noch recht problematisch,<br />
da die dem Stroh angepasste Verfeuerungsanlagen technisch noch nicht ausgereift<br />
sind. Man kann allerdings davon ausgehen, dass dies bis 2020 behoben ist und somit etwa<br />
die theoretisch vorhandenen endenergetischen 3.600 MWh f pro Jahr genutzt werden können.<br />
Bei einem angesetztem Wirkungsgrad von sowohl elektrisch als auch thermisch von 35 %<br />
würde sich ein Potenzial von etwa 1.300 MWh el und 1.300 MWh th ergeben.<br />
Die Ergebnisse der energetischen Nutzung von Biomasse im Jahr 2020 können der Tabelle<br />
1-40 und der Tabelle 1-41 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-40: Energetische Nutzung Festbrennstoff 2020<br />
Endenergetisches<br />
Potenzial<br />
[MWh f /a]<br />
Derzeitige<br />
Nutzung<br />
Angenommener<br />
Wirkungsgrad<br />
[η]<br />
Erzeugter<br />
Strom<br />
[MWh el /a]<br />
Erzeugte<br />
Wärme<br />
[MWh th /a]<br />
Waldholz 10.600 Holzheizwerk Emmerichshütte ‐ 0 300<br />
Altholz 2.000<br />
Biomasseheizkraftwerk<br />
Boehringer <strong>Ingelheim</strong><br />
0,35 700 700<br />
Klärschlamm 10.800 Energetische Nutzung auf Werksgelände 0,35 3.780 3.780<br />
4.480 4.780<br />
- 112 -
Tabelle 1-41: Energetische Nutzung biogenes Gas 2020<br />
Endenergetisches<br />
Potenzial<br />
[MWh f /a]<br />
Derzeitige<br />
Nutzung<br />
Angenommener<br />
Wirkungsgrad<br />
[η]<br />
Erzeugter<br />
Strom<br />
[MWh el /a]<br />
Erzeugte<br />
Wärme<br />
[MWh th /a]<br />
Bioabfall 1.200 Biogasanlage Essenheim 0,35 420 ‐<br />
krautartige Gartenabfälle 800 Biogasanlage Essenheim 0,35 280 ‐<br />
Klärgas 11.000 BHKW auf Werksgelände ‐ 2.000 ‐<br />
Stroh 3.600 BHKW 0,35 1.260 1.260<br />
3.960 1.260<br />
Die bestehende <strong>Energien</strong>utzung von zurzeit 7.200 MWh el bzw. 4.800 MWh th wird sich bis<br />
2020 auf 8.400 MWh el bzw. 6.000 MWh th zu insgesamt etwa 14.400 MWh pro Jahr erhöhen.<br />
Durch Anbau und energetische Verwertung von Energiepflanzen kann die genutzte Energiemenge<br />
weiter erhöht werden.<br />
- 113 -
1.5 Wasserkraft<br />
1.5.1 Technik<br />
Ursprünglich wurde die Energie des Wassers durch den Betrieb von Holzwasserrädern z. B.<br />
direkt in Getreidemühlen als Arbeitsmaschinen genutzt. Da dies bereits in der Antike der Fall<br />
war, ist die Wasserkraft die älteste von Menschen genutzte regenerative Energiequelle. Heute<br />
wird die Energie des Wassers in der Regel mittels in Rotation versetzter Turbinen und<br />
dadurch angetriebene Generatoren zur Stromerzeugung verwendet.<br />
Bei der Wasserkraft kann die potentielle Energie des ruhenden Wassers (Lageenergie) sowie<br />
die kinetische Energie des fließenden Wassers (Bewegungsenergie) genutzt werden und anhand<br />
des sogenannten Wasserkreislaufes – angetrieben durch die solare Strahlung – wird<br />
das genutzte Wasser durch Verdunstung, Wind, Niederschlag wieder an seinen ursprünglichen<br />
Ausgangsort zurückgebracht.<br />
Nach (EnergyMap 2) werden in Rheinland-Pfalz ca. 160.000 MWh el Strom im Jahr durch<br />
Wasserkraft erzeugt. Dies entspricht etwa 3,8 % des regenerativ erzeugten Stromes und<br />
0,5 % des Gesamtstromverbrauchs des Landes. Dies erfolgt vorwiegend durch große Wasserkraftwerke<br />
an Flüssen, die einen großen Volumenstrom an Wasser aufweisen und das<br />
insgesamt vorhandene Wasserkraftpotenzial bereits größtenteils ausnutzen. Neue Standorte<br />
mit einem bisher ungenutzten Potenzial für große Wasserkraftwerke sind daher nicht zu erwarten.<br />
Allerdings gibt es auch die Möglichkeit zur Installation kleinerer Wasserkraftwerke mit Anlagenleistungen<br />
von wenigen kW el bis unter ein MW el . Diese können ein noch vorhandenes Potenzial<br />
an Wasserkraft z. B. innerhalb der kommunalen Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung<br />
oder in Fließgewässern durch den Einsatz neuartiger Flussturbinen zur Energiegewinnung<br />
nutzbar machen.<br />
- 114 -
1.5.1.1 Umweltwirkung<br />
Neubauten von Wasserkraftanlagen, die Querverbauungen, Dämme oder Wehre benötigen,<br />
bedeuten einen großen Eingriff in Natur, Landschaft und deren Ökologie. Daher werden solche<br />
Projekte meist auch nicht durch das EEG gefördert (Ausnahme: Anlagen unter 5 MW el<br />
und bei Nachweis einer ökologischen Verträglichkeit).<br />
Allerdings bietet die Wasserkraft, durch seine ausgereifte, zum Einsatz kommende Technik,<br />
die eine Betriebszeit von meist mehreren Jahrzehnten vorweisen kann, eine sehr gute energetische<br />
Bilanz. So liegt die energetische Amortisation von Wasserkraftanlagen laut (Müller,<br />
2011) bei unter einem Jahr.<br />
Durch den Einsatz von Anlagen zur Nutzung der Wasserkraft (etwa im bestehenden Leitungssystem<br />
zur Trinkwasserversorgung oder Abwasserentsorgung) kann von keiner negativen<br />
Umweltwirkung ausgegangen werden. Ebenso wenig bei der Erneuerung bestehender<br />
Wasserkraftanlagen durch modernere Anlagen.<br />
Relativ neu ist der Einsatz von Wasserkraftanlagen als Flussturbinen. Diese werden unter der<br />
Wasseroberfläche liegend direkt in die Flussströmung gebaut. Eine negative Umweltwirkung<br />
ergibt sich aus dem Umstand, dass Fische eventuell in die Flussturbine geraten und von dieser<br />
schwer verletzt oder gar getötet werden. Auch kann es (theoretisch) in einem Schadensfall<br />
zu einer Verunreinigung des Gewässers durch einen Ölaustritt aus der Wasserkraftanlage<br />
kommen. Da sich der Einsatz von Flussturbinen allerdings noch in der Erprobungsphase befindet,<br />
gibt es noch nahezu keine fundierten Kenntnisse über die Umweltwirkung solcher Anlagen.<br />
1.5.2 Ist-Analyse<br />
Nachstehend wird eine Ist-Analyse bestehender Gegebenheiten bei den vorliegenden Fließgewässern<br />
sowie der Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung in <strong>Ingelheim</strong> vorgenommen.<br />
- 115 -
1.5.2.1 Fließgewässer<br />
Im unmittelbaren Umfeld des Stadtgebietes von <strong>Ingelheim</strong> am Rhein gibt es mit dem Rhein<br />
ein Gewässer der 1. Ordnung, mit der Selz ein Gewässer der 2. Ordnung und insgesamt vier<br />
Gewässer der 3. Ordnung. Eine Übersicht geben dazu die Tabelle 1-42 und die Abbildung<br />
1-28.<br />
Tabelle 1-42: Gewässer rund um <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Gewässername<br />
Länge<br />
(Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong>)<br />
Ordnung Querverbauung Wehre<br />
Rhein Ca. 3 km 1. Ordnung nein nein<br />
Selz Ca. 6 km 2. Ordnung ja nein<br />
Welzbach Ca. 5 km 3. Ordnung ja nein<br />
Münzgraben Ca. 3 km 3. Ordnung nein nein<br />
Alte Sandlach Ca. 2 km 3. Ordnung nein nein<br />
Wildgraben Ca. 4 km 3. Ordnung ja nein<br />
Quelle: Eigene Darstellung nach Daten vom (Geoportal Wasser Rheinland-Pfalz)<br />
Abbildung 1-28: Gewässer im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Quelle: (Geoportal Wasser Rheinland-Pfalz)<br />
- 116 -
1.5.2.2 Trinkwasserversorgung<br />
Die Trinkwasserversorgung in <strong>Ingelheim</strong> am Rhein findet fast ausschließlich über Wasser aus<br />
Rheinuferfiltration statt. Das Uferfiltrat wird in einem Wasserwerk aufbereitet und auf seine<br />
Qualität hin überprüft. Von dort aus wird es in einen Hochbehälter mit 5.000 m³ Fassungsvermögen<br />
gepumpt. Dabei müssen 56 Höhenmeter überwunden werden. Hat der Hochbehälter<br />
einen gewissen Wasserstand erreicht, schaltet das Wasserwerk ab und die Versorgung<br />
<strong>Ingelheim</strong> findet fast ausschließlich aus dem Hochbehälter statt. Durch den Hochbehälter<br />
können etwa 60 % des Stadtgebietes (Niederzone) mit Wasser versorgt werden. Der Druck<br />
hinter dem Hochbehälter liegt bei 5 bis 5,5 bar.<br />
Im Stadtgebiet befinden sich jedoch Gebiete, die für eine Versorgung aus dem Hochbehälter<br />
zu hoch liegen. In diesen Gebieten (ca. 30 % des Stadtgebietes) reicht der nach dem Hochbehälter<br />
anliegende Druck für die Wasserversorgung nicht aus. Hier muss eine zusätzliche<br />
Druckerhöhung stattfinden. Diese Druckerhöhung übernimmt eine Druckerhöhungsstation im<br />
Mühlborn. Nach der Druckerhöhung kann die sogenannte Hochzone versorgt werden. Innerhalb<br />
dieser Zone muss für ein Teilgebiet (Höchstzone) eine erneute Druckerhöhung stattfinden.<br />
Großwinternheim hat eine unabhängige Wasserversorgung über eine eigenen Quelle und eine<br />
Versorgungsleitung aus Richtung Stadecken-Elsheim.<br />
Zusätzlich befindet sich im Badweg ein Wasserwerk, das von der Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz<br />
(wvr) betrieben wird. Das geförderte Wasser wird in die Hochbehälter Ober-<br />
Hilbersheim und Ensheim gepumpt und nicht im Stadtgebiet <strong>Ingelheim</strong> verbraucht.<br />
- 117 -
1.5.2.3 Abwasserentsorgung<br />
Das Abwassersystem der Stadt <strong>Ingelheim</strong> am Rhein entsorgt das Abwasser in Richtung der<br />
Kläranlage „Untere Selz“ des Abwasserzweckverbandes „Untere Selz“ am nördlichen Rand<br />
des Industriegeländes von Boehringer <strong>Ingelheim</strong>, nahe der BAB 60.<br />
Beim Transport des Abwassers kann, ähnlich wie beim Trinkwasser, nicht ein natürliches Gefälle<br />
ausgenutzt werden, sondern vielmehr werden die Abwässer zur Kläranlage durch Pumpen<br />
angehoben. Pro Stunde werden aus den zwei bestehenden Aufbereitungsbecken der<br />
Kläranlage etwa 400 m³ aufbereitetes Abwasser in die Selz ausgeleitet. Die Fallhöhe zwischen<br />
Aufbereitungsbecken und Selz beträgt ca. 2 - 3 m.<br />
1.5.3 Potenzial aus Fließgewässer<br />
Bei den Gewässern der 1. und 2. Ordnung ist eine Wasserkraftnutzung grundsätzlich möglich.<br />
Beim Rhein, der nach dem Bundeswasserstraßengesetz zusätzlich als Bundeswasserstraße<br />
ausgewiesen ist, muss zudem Rücksicht auf die Schifffahrt genommen werden. Paragraph<br />
10 des Bundeswasserstraßengesetz (WaStrG) legt fest, dass durch Anlagen und Einrichtungen<br />
Dritter die Unterhaltung der Wasserstraße nicht beeinträchtigt werden darf.<br />
Da die Durchflussmenge zu gering und eine Aufstauung meist nicht möglich ist, eigenen sich<br />
Gewässer der 3. Ordnung nicht für die Wasserkraftnutzung. Daher verbleiben nur die Selz<br />
und der Rhein im Umfeld <strong>Ingelheim</strong>s zur Nutzung von Wasserkraft in Fließgewässern.<br />
Die möglichen Potenziale in der Wasserkraftnutzung in Fließgewässern unterteilen sich in<br />
drei Bereiche. In der Reaktivierung stillgelegter Wasserkraftanlagen, der Modernisierung bestehender<br />
Wasserkraftanlagen und in der Errichtung neuer Wasserkraftanlagen. Da es in<br />
<strong>Ingelheim</strong> keine bestehenden oder stillgelegten Anlagen zur Wasserkraftnutzung gibt, entfallen<br />
die ersten beiden Betrachtungsschritte.<br />
Die bestehenden Querverbauungen rund um <strong>Ingelheim</strong> sind keine Wehre, die eine Wasserkraftnutzung<br />
zulassen, sondern in der Regel Durchlässe, oder im Bereich der Selz Verrohrungen.<br />
- 118 -
Der Neubau von Wasserkraftanlagen an neuen Querbauwerken kann ausgeschlossen werden.<br />
Dies widerspricht dem Verschlechterungsgebot der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie.<br />
Die Stromerzeugung solcher Anlagen erhält keine Vergütung nach dem EEG.<br />
Potenziale können durch den Einsatz von Strömungskraftwerken bestehen. Sie benötigen<br />
keine Querverbauungen, sondern nutzen die kinetische Energie des Fließgewässers. Strömungskraftwerke<br />
befinden sich allerdings noch in der Testphase und werden noch nicht in<br />
Serie produziert.<br />
Bei Strömungskraftwerken hängt die Leistung vor allem von der Strömungsgeschwindigkeit<br />
ab. Die Strömungsgeschwindigkeit in Flüssen steigt in der Regel zur Flussmitte hin an. Eine<br />
höhere Strömungsgeschwindigkeit findet sich zudem in Querschnittsverengungen, seien sie<br />
natürlichen Ursprungs wie im Oberen Mittelrheintal oder künstlich erzeugt durch Buhnen. Bei<br />
der Standortsuche im Rhein ist besonders die Schifffahrtsrinne zu beachten, hier darf keine<br />
Beeinträchtigung der Schifffahrt erfolgen. Strömungsturbinen haben einen Durchmesser von<br />
1,5 bis 2,5m, was eine gewisse Wassertiefe zur Installation erforderlich macht.<br />
Bei der Selz ist die nötige Wassertiefe nicht vorhanden, wie die Messdaten der Pegelmessstation<br />
in Oberingelheim in Abbildung 1-29 zu entnehmen ist. Damit ist die Selz für die Nutzung<br />
eines Strömungskraftwerkes nicht geeignet.<br />
Abbildung 1-29: Pegel der Selz an der Messstation Oberingelheim<br />
Quelle: (Geoportal Wasser Rheinland-Pfalz)<br />
- 119 -
Für die Nutzung durch Strömungskraftwerke verbleibt damit nur der Rhein, der nach Abbildung<br />
1-30 die Anforderungen bezüglich Strömungsgeschwindigkeit und Gewässertiefe erfüllt.<br />
Für die Ertragsabschätzung eines Strömungskraftwerks werden die Daten einer speziellen<br />
Ultraschallmessung (Ultraschall-Doppler-Messung, Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)<br />
durch das (Wasser- und Schifffahrtsamt Bingen, 2012) zu Grunde gelegt. Die Abbildung 1-30<br />
bezieht sich auf den mittleren Wasserstand von 210 cm an der Pegelmessstation in Oestrich.<br />
Die Messstelle in Oestrich gehört zu den historisch ältesten, kontinuierlichen Messstationen<br />
im Rhein. Oestrich liegt auf der gegenüberliegenden Flussseite von <strong>Ingelheim</strong> am Rhein und<br />
ist daher auch für eine Ertragsabschätzung für <strong>Ingelheim</strong> anwendbar.<br />
Die ADCP-Messung stellt die mittlere Fließgeschwindigkeit (obere Kurve) in m/s über der<br />
Wassertiefe in m (untere Kurve) dar. Die Messdaten sind in Abhängigkeit zum Abstand zum<br />
Ufer in Metern in Fließrichtung von der linken Uferseite angegeben. Zusätzlich zur mittleren<br />
Geschwindigkeit ist die Strömungsgeschwindigkeit auch in Abhängigkeit der Wassertiefe als<br />
farbige Fläche dargestellt.<br />
Abbildung 1-30: Strömungsgeschwindigkeit und Wassertiefenmessung Rhein bei mittlerem<br />
Wasserstand 210 cm<br />
Quelle: (Wasser- und Schifffahrtsamt Bingen, 2012)<br />
- 120 -
Die Grafik veranschaulicht, dass die vorliegende Situation im Rhein bei <strong>Ingelheim</strong> zur Installation<br />
einer Strömungsturbine grundsätzlich geeignet ist. Die erforderliche Wassertiefe von<br />
mindestens 2,5 m wird schon nach ca. 10 Metern Uferentfernung erreicht. Die Fahrrinne der<br />
Berufsschifffahrt verläuft in <strong>Ingelheim</strong> (in Flussrichtung vor dem <strong>Ingelheim</strong>er Hafen) auf der<br />
rechtsrheinischen Seite (bei Oestrich). Es ist daher davon auszugehen, dass in den ersten<br />
ca. 80 m vom Ufer keine direkte Beeinflussung der Berufsschifffahrt zu erwarten ist. Mögliche<br />
Komplikationen mit der Sport- und Freizeitschifffahrt auf dem Rhein sind kritisch zu prüfen.<br />
Dem Diagramm wird weiter die Fließgeschwindigkeit für eine erste Auslegung entnommen.<br />
Aus diesem kann abgeleitet werden, dass nach ca. 40 m bei mittlerem Wasserstand eine<br />
Fließgeschwindigkeit von ca. 1,8 m/s zu erwarten ist.<br />
Die Abbildung 1-31 zeigt eine ADCP-Messung bei Niedrigwasser von 0,85 Metern. Um auch<br />
bei Niedrigwasser die erforderliche Wassertiefe zu erreichen, müsste die Strömungsturbine<br />
mindestens 100 m vom Ufer entfernt liegen. Hier liegt bei mittlerem Wasserstand ebenfalls<br />
1,8 m/s an Strömungsgeschwindigkeit vor, weshalb dieser Wert zu Auslegung herangezogen<br />
wird.<br />
Abbildung 1-31: Strömungsgeschwindigkeit und Wassertiefenmessung Rhein bei Niedrigwasser<br />
85 cm<br />
Quelle: (Wasser- und Schifffahrtsamt Bingen, 2012)<br />
- 121 -
Die Abschätzung des Stromerzeugungs-Potenzials wird anhand einer Beispielanlage mit einem<br />
angenommen Wirkungsgrad von 80 % durchgeführt. Er ergibt sich aus dem Mittel der<br />
Herstellerangaben der verschiedenen Techniken von Strömungswasserkraftwerken. Abbildung<br />
1-32 stellt den Leistungsverlauf eines Strömungskraftwerks dar. Es wird weiter davon<br />
ausgegangen, dass ein Rotor von 2,5 m Durchmesser realisierbar ist. Da Strömungskraftwerke<br />
bis auf wenige Wartungsarbeiten das ganze Jahr über in Betrieb sind, kann eine Vollbenutzungsstundenanzahl<br />
von 8.000 Stunden pro Jahr angenommen werden.<br />
Abbildung 1-32: Leistungsverlauf Strömungskraftwerk<br />
Quelle: Eigene Darstellung<br />
Aus Abbildung 1-32 ergeben sich Leistungen von 6 kW el bis 13 kW el bei einem Rotordurchmesser<br />
von 1,5 m und bis zu 34 kW el bei einem Durchmesser von 2,5 m bei einem angenommenen<br />
Wirkungsgrad von 80 %.<br />
Um potenzielle Standorte für Strömungskraftwerke zu finden, muss eine Detailuntersuchung<br />
durchgeführt werden. Im Rahmen der vorliegenden Potenzialanalyse wird nur eine Abschätzung<br />
der Erträge über angenommene Rahmenbedingungen durchgeführt. Es sei allerdings<br />
darauf hingewiesen, dass bei St. Goar zwei Flussturbinen der Firma KSB erprobungsweise im<br />
Betrieb sind (Pressemittleilung "Flussturbinen gehen ans Netz" vom 13. Septemper 2010).<br />
Der Jahresertrag errechnet sich durch die Leistung des Strömungskraftwerks bei einer Strömungsgeschwindigkeit<br />
von 1,8 m/s (ca. 12 kW el ) und den Vollbenutzungsstunden von 8.000<br />
Stunden pro Jahr. Der Jahresertrag liegt demnach bei etwa 95 MWh el im Jahr.<br />
- 122 -
Im Folgenden sind einige Anlagen von Flusskraftwerken aufgelistet:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
KSB-Flussturbine der Firma KSB (Prototyp bei St. Goar im Betrieb)<br />
Strom-Boje der österreichischen Firma Aqua Libre<br />
P.E.A.C.E-Power-Turbine<br />
Rotationskörper der Firma Aqua Power<br />
Abbildung 1-33: Flussturbine der KSB<br />
Quelle: (Pumpeninfo)<br />
Abbildung 1-34: Strom-Boje<br />
Quelle: (BILEK & SCHÜLL)<br />
Abbildung 1-35: P.E.A.C.E-Power-Turbine<br />
Quelle: (P.E.A.C.E-POWER)<br />
Abbildung 1-36: Rotationskörper<br />
Quelle: (Aquapower GmbH)<br />
- 123 -
1.5.4 Potenzial aus der Trinkwasserversorgung/Abwasserentsorgung<br />
Nachstehend werden die theoretisch vorhandenen Potenziale aus der Trinkwasserversorgung<br />
bzw. der Abwasserentsorgung aufgezeigt.<br />
1.5.4.1 Trinkwasserversorgung<br />
Bei der Energiegewinnung in der Trinkwasserversorgung werden üblicherweise die Höhenunterschiede<br />
in den Rohrleitungssystemen über Turbinen zur Energiegewinnung genutzt. Je<br />
nach Versorgungssituation und topografischem Gelände lässt sich so unterschiedlich viel<br />
Energie gewinnen.<br />
<strong>Ingelheim</strong> Allgemein<br />
In <strong>Ingelheim</strong> sind keine großen natürlichen Höhenunterschiede in der Trinkwasserversorgung<br />
vorhanden. Der Druck wird deshalb über ein Pumpwerk aufgebaut und in Form eines Hochbehälters<br />
zwischengespeichert.<br />
Bei der Untersuchung möglicher Potenziale muss die Versorgungssicherheit der Trinkwasserkunden<br />
beachtet werden. Der Druck bei Auslieferung soll nach Angaben der Rheinhessischen<br />
nicht unter 2,3 bar fallen. Zusätzlich sind die Pumpen in den Druckerhöhungsstationen auf<br />
einen eingangsseitigen Druck von 4,8 bar dimensioniert.<br />
Nach dem Hochbehälter herrscht ein Druck von 5 - 5,5 bar. Der Spielraum zur Installation<br />
einer Turbine im Leitungssystem ist daher sehr gering. Ein Umbau der Pumpen in der Druckerhöhungsstation<br />
macht im Hinblick auf den geringen zu erwartenden Ertrag wirtschaftlich<br />
keinen Sinn.<br />
- 124 -
Wasserwerk der Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz im Badweg<br />
Im Badweg in <strong>Ingelheim</strong> betreibt die wvr ein Wasserwerk, das aus ca. 10 Meter Tiefe Brunnenwasser<br />
zur Trinkwasserversorgung fördert. Da das entnommene Wasser allerdings erhöhte<br />
Nitratwerte aufweist, wird dieses mit externem Wasser gemischt. Die Mischung reduziert<br />
den Nitratgehalt und kann anschließend für die Wasserversorgung genutzt werden.<br />
Das extern bezogene Wasser kommt vom Hochbehälter Wintersheim (227 m ü. NHN) mit einem<br />
Druck von ca. 8 bar im Wasserwerk (83 m ü. NHN) an und wird zum Vermischen mit<br />
dem <strong>Ingelheim</strong>er Brunnenwasser auf Umgebungsdruck entspannt. Der Druckabbau erfolgt<br />
bisher energetisch ungenutzt, kann aber durch den nachträglichen Einbau einer Turbine und<br />
eines Generators energetisch genutzt werden.<br />
Der Volumenstrom des extern hinzugefügten Wassers beläuft sich auf etwa 90 m³ pro Stunde<br />
bei einem monatlichen Mittelwert von ca. 53.000 m³ pro Monat. Hieraus ergibt sich eine<br />
durchschnittliche Zuflussdauer von etwa 19,5 Stunden pro Tag.<br />
Durch angegebenen Druck und Volumenstrom errechnet sich eine hydraulische Leistung von<br />
ca. P hydr = 19,6 kW hydr . Unter Berücksichtigung eines Gesamtwirkungsgrads von η = 80 % für<br />
Turbine und Generator ergibt sich eine elektrische Leistung von etwa P el = 15,8 kW el . Die erzeugte<br />
Jahresstrommenge beläuft sich bei angesetzten 7.000 Betriebsstunden pro Jahr auf<br />
etwa 110.000 kWh el /a, was etwa dem Jahresstromverbrauch von 30 Haushalten entspricht.<br />
Der erzeugte Strom wird nicht durch das EEG gefördert. Grund hierfür ist, dass das verwendete<br />
Wasser bereits vorher unter Einsatz von Energie vom Entnahmebrunnen in Guntersblum<br />
in den Hochbehälter Wintersheim gepumpt wird. Allerdings kann der Strom direkt vor Ort<br />
verbraucht werden, da auf dem Gelände des Wasserwerks im Badweg mehrere elektrische<br />
Pumpen mit einer installierten Leistung von ca. 200 kW el vorhanden sind um das gemischte<br />
Wasser in die Hochbehälter Ober-Hilbersheim (258 m ü. NHN) und Ensheim (259 m ü. NHN)<br />
zu Pumpen.<br />
- 125 -
1.5.4.2 Abwasserentsorgung<br />
Um die Abwässer der Stadt <strong>Ingelheim</strong> zur Aufbereitung in die Kläranlage zu befördern, besteht<br />
kein natürliches Gefälle, sondern dies wird durch den Einsatz von Pumpen bewerkstelligt.<br />
Eine Nutzung zur Energiegewinnung ist damit ausgeschlossen.<br />
Zu untersuchen ist ein möglicher Einsatz einer Kleinwasserkraftanlage in der Kläranlage. Bei<br />
Ausfluss der beiden Endklärbecken in die Untere Selz besteht nach Angaben des Abwasserzweckverbandes<br />
eine Höhendifferenz von etwa 2 - 3 Metern. Neue Kleinwasserkraftanlagen<br />
(z. B. Wasserwirbelkraftwerke) können bereits bei einer so geringen Höhe zur Energieerzeugung<br />
eingesetzt werden. Jedoch ist der Durchfluss der beiden Becken mit insgesamt etwa<br />
400 m³/h zu gering. Ein Wasserwirbelkraftwerk benötigt zur Energiegewinnung einen Durchfluss<br />
von mindestens etwa 3.500 m³/h. Sowohl im Abwassersystem, als auch in der Kläranlage<br />
sind damit keine Potenziale für die Wasserkraftnutzung vorhanden.<br />
1.5.5 Zusammenfassung Wasserkraftpotenzial<br />
Die Tabelle 1-43 stellt die Wasserkraftpotenziale in <strong>Ingelheim</strong> am Rhein dar. Das Potenzial<br />
zur Nutzung von Wasserkraft ist im Verhältnis zu den sonstigen Potenzialen aus <strong>Erneuerbare</strong>n<br />
<strong>Energien</strong> relativ gering. Außer durch den Einsatz neuartiger Flussturbinen im Rhein und<br />
einem kleinen Potenzial im Wasserwerk der Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz im Badweg<br />
sind keine weiteren Potenziale vorhanden.<br />
Tabelle 1-43: Wasserkraftpotenziale <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Technisches Potenzial<br />
[kWh el /a]<br />
Flussturbine im Rhein (je Anlage) 95.000<br />
Wasserwerk der wvr im Badweg 110.000<br />
Summe: 205.000<br />
- 126 -
1.5.6 Szenario 2020<br />
Es wird davon ausgegangen, dass bis 2020 das Wasserkraft-Potenzial im Wasserwerk der<br />
Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz energetisch genutzt wird. Hierfür spricht, dass von Seiten<br />
der wvr bereits jetzt ein großes Interesse besteht, das Potenzial in nächster Zukunft zu<br />
heben. Des Weiteren kann angenommen werden, dass bis 2020 insgesamt vier Flussturbinen<br />
im Rhein zur Stromerzeugung installiert sind. Zwar befindet sich die Technik zurzeit noch in<br />
der Erprobungsphase, allerdings kann davon ausgegangen werden, dass Flussturbinen im<br />
Zuge der gesteckten Klimaziele zukünftig als relativ einfache aber effektive und grundlastfähige<br />
Technologie zur regenerativen Stromerzeugung genutzt wird. Aus den getroffenen Annahmen<br />
ergibt sich für das Jahr 2020 ein in Tabelle 1-44 aufgelistetes theoretisches Ertragspotenzial<br />
aus Wasserkraft für die Stadt <strong>Ingelheim</strong>.<br />
Tabelle 1-44: Wasserkraftgewinnung im Szenario 2020<br />
Technisches Potenzial [kWh el /a]<br />
4 Flussturbinen im Rhein 380.000<br />
Wasserwerk der wvr im Badweg 110.000<br />
Summe: 490.000<br />
- 127 -
1.6 Zusammenfassung Potenziale <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
Nachstehend werden die theoretisch vorhandenen Potenziale der jeweiligen <strong>Erneuerbare</strong>n<br />
<strong>Energien</strong> sowie deren Nutzung im Szenario 2020 ausgewiesen. Ebenso wird das Potenzial zur<br />
Einsparung von CO 2 e aufgezeigt.<br />
1.6.1 Theoretisch vorhandene Potenziale<br />
Innerhalb der Umweltwärme kann das theoretisch vorhandene Potenzial als unbegrenzt angenommen<br />
werden. Innerhalb der Biomasse wird das theoretisch vorhandene Potenzial anhand<br />
des ermittelten endenergetischen Potenzials unter Berücksichtigung eines Wirkungsgrades<br />
für die energetische Nutzung errechnet. Laut (ASUE , 2011) liegen der elektrische<br />
Wirkungsgrad eines Biogas-BHKW zwischen 25 und 45 %. Beim thermischen Wirkungsgrad<br />
wird nicht explizit der Wert von Biogas-BHKW angegeben – allerdings liegen die Werte bei<br />
Erdgas-BHKW zwischen 22 und 65 % und bei Pflanzenöl-BHKW zwischen 33 und 68 %. In<br />
diesem Bericht wird von einem elektrischen und thermischen Wirkungsgrad von jeweils 35 %<br />
ausgegangen.<br />
Die Ergebnisse der jeweiligen theoretischen Potenziale können der Tabelle 1-45 entnommen<br />
werden.<br />
Laut der Emissionsbilanzierung durch (Guse, 2011) betrug der Stromverbrauch im Jahr 2010<br />
etwa 78.000 MWh el exklusive Industrie und Verkehr. Dies bedeutet, dass die Stadt <strong>Ingelheim</strong><br />
theoretisch das Potenzial hat, Ihren kompletten Stromverbrauch durch <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
zu decken und zusätzlich noch einen Überschuss von etwa 240.000 MWh el im Jahr zu erzielen.<br />
Auch bei einem zukünftig steigenden Stromverbrauch, resultierend z. B. durch den steigenden<br />
Anteil von Elektrofahrzeugen (Siehe Kapitel 1.6.4), kann der Strom regenerativ im<br />
eigenen Stadtgebiet und im <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald erzeugt werden.<br />
- 128 -
Tabelle 1-45: Theoretisch vorhandene Potenziale<br />
Solare<br />
Strahlung<br />
Windenergie<br />
Umweltwärme<br />
Theoretisches<br />
Potenzial<br />
Elektrisch<br />
[MWh el /a]<br />
Theoretisches<br />
Potenzial<br />
Thermisch<br />
[MWh th /a]<br />
Photovoltaik 84.000 -<br />
Solarthermie - 11.500<br />
Bestehende Anlagen + Repowering 23.000 -<br />
Neue Anlagen (Gemarkung Stadtgebiet) 60.000 -<br />
Neue Anlagen (<strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald) 135.000 -<br />
Tiefe Geothermie ∞ ∞<br />
Oberflächennahe Geothermie - ∞<br />
Außenluft - ∞<br />
Biomasse 1 Fester Brennstoff 11.500 11.500<br />
Biogenes Gas 4.900 4.900<br />
Wasserkraft<br />
Flussturbine (je Anlage) 95 -<br />
Wasserversorgung (Wasserwerk wvr) 110 -<br />
SUMME: > 318.000 > 28.000<br />
Das Ergebnis bei der Wärmeerzeugung sieht anders aus. Hier lag der Verbrauch im Jahr<br />
2010 bei etwa 266.000 MWh th (Guse, 2011). Zwar steht durch den Bereich der Umweltwärme<br />
theoretisch ein nahezu unbegrenztes Wärmepotenzial zur Verfügung, allerdings kann dieses<br />
gerade für die Wärmeerzeugung in Bestandsgebäuden ohne entsprechende Dämmmaßnahmen<br />
und dem Einsatz von Niedertemperatursystemen nicht wirtschaftlich zum Einsatz<br />
kommen. Durch die anderen <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> ergibt sich ein theoretisches thermisches<br />
Ertragspotenzial von noch 28.000 MWh th im Jahr. Dies deckt allerdings nur etwa zehn<br />
Prozent des benötigten Wärmebedarfs ab. Es kann somit abgeleitet werden, dass der Wärmebedarf<br />
der Stadt <strong>Ingelheim</strong> – ohne die Einleitung weiterer Maßnahmen um den Wärmebedarf<br />
zu verringern – anhand der Potenziale aus den <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> nicht gedeckt<br />
werden kann.<br />
1 Annahme: Wirkungsgrad elektrisch und thermisch jeweils 35 %<br />
- 129 -
1.6.2 Ergebnisse des Szenario 2020<br />
Bis zum Jahr 2020 wird ein Teil des insgesamt theoretisch vorhandenen Potenzials genutzt.<br />
Die Ergebnisse der sich ergebenden Potenziale aus dem Szenario 2020 sind in Tabelle 1-46<br />
dargestellt.<br />
Tabelle 1-46: Potenziale im Szenario 2020<br />
Solare<br />
Strahlung<br />
Windenergie<br />
Umweltwärme<br />
Biomasse<br />
Wasserkraft<br />
Genutztes<br />
Potenzial 2020<br />
Elektrisch<br />
[MWh el /a]<br />
Genutztes<br />
Potenzial 2020<br />
Thermisch<br />
[MWh th /a]<br />
Photovoltaik 7.100 -<br />
Solarthermie - 1.000<br />
Bestehende Anlagen + Repowering 23.000 -<br />
Neue Anlagen - Gemarkung Stadtgebiet - -<br />
zehn neue Anlagen - <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald 90.000 -<br />
Tiefe Geothermie - -<br />
Oberflächennahe Geothermie -<br />
Außenluft -<br />
9.500<br />
Fester Brennstoff 4.500 4.800<br />
Biogenes Gas 4.000 1.300<br />
Flussturbine (vier Anlagen) 380 -<br />
Wasserversorgung (Wasserwerk wvr) 110 -<br />
SUMME: 129.000 17.000<br />
Es zeigt sich, dass sich bis 2020 ein Stromüberschuss von 50.000 MWh el durch regenerativ<br />
erzeugten Strom erzielen lassen kann (Stromverbrauch 2010: ca. 78.000 MWh el exklusive Industrie<br />
und Verkehr). Beim Wärmebedarf kann nur von einer Deckung von etwa 6 % durch<br />
erneuerbare Energiequellen ausgegangen werden. Man muss allerdings berücksichtigen,<br />
dass der Wärmebedarf durch Maßnahmen des <strong>Teilkonzept</strong>es Integrierte Wärmenutzung im<br />
Laufe der Jahre abnehmen wird, so dass der prozentuale Anteil aus regenerativen Quellen<br />
erzeugter Wärme zunimmt.<br />
- 130 -
1.6.3 Auswirkung auf die CO 2 e-Bilanz<br />
Die CO 2 e-Bilanz der Stadt <strong>Ingelheim</strong> wurde durch die TSB bereits vor der Ausarbeitung des<br />
<strong>Teilkonzept</strong>es <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> erstellt (Guse, 2011). Die ermittelten Energieverbräuche<br />
der Stadt <strong>Ingelheim</strong> und die dabei verursachten Emissionen können der Tabelle 1-47 entnommen<br />
werden. Der Sektor Industrie bleibt in dieser Ausarbeitung unberücksichtigt. Grund<br />
hierfür liegt an der Tatsache, dass das mit Abstand größte Industrieunternehmen in <strong>Ingelheim</strong><br />
das Pharmaunternehmen Boehringer <strong>Ingelheim</strong> ist, welches – unabhängig vom Klimaschutzkonzept<br />
der Stadt <strong>Ingelheim</strong> – bereits selber im großen Umfang klimaschutzrelevante<br />
Maßnahmen entwickelt und umsetzt.<br />
Aus der Tabelle 1-47 lässt sich ableiten, dass der spezifische Emissionsfaktor pro erzeugte Kilowattstunde<br />
Strom bei 40 g CO 2 e und pro erzeugte Kilowattstunde Wärme bei 298 g CO 2 e<br />
liegt (Rundungsungenauigkeit berücksichtigt).<br />
Tabelle 1-47: Energieverbrauch und Emission der Stadt <strong>Ingelheim</strong><br />
Sektor<br />
Energieverbrauch<br />
Emission<br />
[MWh]<br />
[t CO 2 e/a]<br />
Private Haushalte 259.000 68.000<br />
Strom 38.000 2.000<br />
Wärme 221.000 66.000<br />
GHD 56.000 9.000<br />
Strom 30.000 1.000<br />
Wärme 26.000 8.000<br />
Öffentliche Gebäude 28.000 5.600<br />
Strom 9.500 400<br />
Wärme 18.900 5.200<br />
SUMME 343.000 82.600<br />
Strom 77.500 3.400<br />
Wärme 266.000 79.200<br />
Quelle: Eigene Darstellung nach Angaben (Guse, 2011)<br />
- 131 -
Der erstellten CO 2 e-Bilanz liegen hierbei den CO 2 e-Kennwerte des „Globales Emissions-Modell<br />
integrierter Systeme“ (GEMIS) in der Version 4.6 des Ökoinstitutes Darmstadt zur Grunde.<br />
Wichtige Emissionskennwerte für Wärme- und Stromerzeugung werden in der Tabelle 1-48<br />
ausgewiesen.<br />
Tabelle 1-48: Emissionsfaktoren<br />
Erzeugung von<br />
Erzeugung durch<br />
Emissionsfaktor<br />
[g CO 2 e/kWh]<br />
Heizöl 376<br />
Erdgas 290<br />
Wärme<br />
Wärmepumpe 171<br />
Solarthermie 44<br />
Holz 25<br />
Deutscher Strommix 644<br />
Photovoltaik 129<br />
Strom<br />
Wasserkraft 40<br />
Lokaler Strommix <strong>Ingelheim</strong> 40<br />
Windkraft 23<br />
Holzheizkraftwerk 15<br />
Klärgas-BHKW 4<br />
Quelle: Eigene Darstellung durch Angaben Bachelorarbeit Guse<br />
Dass der spezifische Emissionsfaktor beim Stromverbrauch so niedrig ist, liegt an der Tatsache,<br />
dass der örtliche Stromanbieter – die Rheinhessische Energie- und Wasserversorgungs-<br />
GmbH – seit Juni 2011 alle Haushalte sowie das Kleingewerbe und die öffentliche Liegenschaften<br />
mit Ökostrom versorgt. Der Ökostrom wird bilanziell durch den Kauf von Konzessionen<br />
an erzeugtem Strom durch Wasserkraft in der Schweiz erzeugt.<br />
Daraus ergibt sich, dass der Stromverbrauch der Stadt <strong>Ingelheim</strong> bereits aus <strong>Erneuerbare</strong>n<br />
<strong>Energien</strong> abgedeckt wird. Der in <strong>Ingelheim</strong> erzeugte Strom aus <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> ersetzt<br />
daher bilanziell den entsprechenden Strom aus dem öffentlichen Netz des deutschen Strommixes.<br />
Der spezifische Emissionsfaktor des deutschen Strommix liegt laut GEMIS 4.6 bei 644<br />
Gramm CO 2 e pro kWh el .<br />
- 132 -
2020 soll nach (Bundesverband <strong>Erneuerbare</strong> Energie e. V., 2009) 595 TWh el Strom erzeugt<br />
werden, welche 205 Mio. Tonnen CO 2 e emittieren. Hieraus errechnet sich ein spezifischer<br />
Emissionsfaktor von ca. 345 Gramm CO 2 e pro Kilowattstunde Strom im Jahr 2020.<br />
Im Bereich der Wärme- und Stromerzeugung durch Biomasse fehlen die spezifischen Emissionskennwerte<br />
von Bioabfall, krautartigem Gartenabfall, Stroh und Klärschlamm. Für den Bioabfall<br />
und krautartigen Gartenabfall wird nach (Umweltbundesamt 02, 2011) ein Emissionsfaktor<br />
von 23 g CO2e pro kWh el angenommen. Bei Stroh wird nach (Wissenschaftlicher Beirat<br />
Agrarpolitik, 2007) ein Emissionsfaktor von 26 g pro kWh el ausgewiesen. Da kein expliziter<br />
Emissionskennwert für die Wärmeerzeugung durch Stroh angegeben ist, wird derselbe Wert<br />
wie bei der Stromproduktion angenommen. Als spezifischer Emissionskennwert für die<br />
Strom- und Wärmeerzeugung durch die Klärschlammverbrennung werden die Werte der<br />
Holzverbrennung angenommen.<br />
Insgesamt werden im Jahr 2020 durch die Stromerzeugung aus <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> und<br />
Biomasse etwa 41.000 Tonnen CO 2 e pro Jahr eingespart. Die jeweilige Aufschlüsselungen<br />
können der Tabelle 1-49 und Tabelle 1-50 entnommen werden.<br />
Tabelle 1-49: CO 2 e-Einsparung 2020 durch Stromerzeugung aus <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
Spezifischer<br />
Emissionskennwert<br />
Emissionskennwert<br />
deutscher Strommix<br />
Differenz<br />
Erzeugte<br />
Strommenge2020<br />
Eingesparte<br />
Emission<br />
Summe<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
Photovoltaik Windenergie Wasserkraft<br />
129 23 40<br />
345 345 345<br />
219 322 305<br />
MWh el /a 7.100 113.000 500<br />
t/a 1.560 36.390 150<br />
t/a 38.100<br />
- 133 -
Tabelle 1-50: CO2e-Einsparung 2020 durch Stromerzeugung aus Biomasse<br />
Spezifischer<br />
Emissionskennwert<br />
Emissionskennwert<br />
deutscher Strommix<br />
Differenz<br />
Erzeugte<br />
Strommenge 2020<br />
Eingesparte<br />
Emission<br />
Summe<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
Altholz<br />
Klärschlamm<br />
Bioabfall<br />
Krautartige<br />
Gartenabfälle<br />
Klärgas<br />
Stroh<br />
15 15 23 23 4 26<br />
345 345 345 345 345 345<br />
330 330 322 322 341 319<br />
MWh el /a 700 3.800 420 280 2.000 1.300<br />
t/a 230 1.260 140 90 680 410<br />
t/a 2.800<br />
Bei der CO 2 e-Einsparung im Jahr 2020 durch die Wärmeerzeugung aus <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
und Biomasse liegt bei zusammen 3.100 Tonnen im Jahr. Die Ergebnisse sind in der Tabelle<br />
1-51 und Tabelle 1-52 dargestellt.<br />
Tabelle 1-51: CO 2 e-Einsparung 2020 durch Wärmeerzeugung aus <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
Spezifischer<br />
Emissionskennwert<br />
Verdrängter<br />
Emissionskennwert<br />
Differenz<br />
Erzeugte<br />
Wärmemenge 2020<br />
Eingesparte<br />
Emission<br />
Summe<br />
kg CO 2 e /<br />
MWh th<br />
kg CO 2 e /<br />
MWh th<br />
kg CO 2 e /<br />
MWh th<br />
Solarthermie<br />
Umweltwärme<br />
44 171<br />
298 298<br />
254 127<br />
MWh th /a 1.000 9.500<br />
t/a 250 1.210<br />
t/a 1.500<br />
- 134 -
Tabelle 1-52: CO 2 e-Einsparung 2020 durch Wärmeerzeugung aus Biomasse<br />
Spezifischer<br />
Emissionskennwert<br />
Verdrängter<br />
Emissionskennwert<br />
Differenz<br />
Erzeugte<br />
Wärmemenge 2020<br />
Eingesparte<br />
Emission<br />
Summe<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
kg CO 2 e<br />
/ MWh el<br />
Altholz Waldholz Klärschlamm Stroh<br />
25 25 25 23<br />
298 298 298 298<br />
273 273 273 275<br />
MWh el /a 700 300 3.800 1.300<br />
t/a 190 80 1.000 360<br />
t/a 1.600<br />
Insgesamt lässt sich durch die regenerative Energieerzeugung durch <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong><br />
im Jahr 2020 etwa 44.000 Tonnen CO 2 e einsparen. Nach Tabelle 1-47 emittierte die Stadt<br />
<strong>Ingelheim</strong> exklusive Industrie und Verkehr im Referenzjahr 2010 82.600 Tonnen CO 2 e.<br />
- 135 -
1.6.4 Berücksichtigung Elektromobilität im Jahr 2020<br />
Laut (Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität der Bundesregierung, 2009) sollen bis<br />
2020 eine Million Elektroautos in Deutschland zugelassen sein. Nach (Bornebusch, 2011)<br />
würden diese Elektroautos bei einer durchschnittlichen Fahrleistung eines deutschen Autos<br />
etwa 1,8 TWh el elektrische Energie im Jahr benötigen. Vereinfacht von der momentan vorhandenen<br />
deutschen Population von 81,8 Mio. Einwohnern (Statistisches Bundesamt, 2011)<br />
auf die Einwohnerzahl <strong>Ingelheim</strong>s von 24.341 Einwohnern (Statistisches Landesamt<br />
Rheinland-Pfalz, 2011) runtergebrochen, würde dies für <strong>Ingelheim</strong> einen Bestand von ca.<br />
300 Elektroautos im Jahr 2020 bedeuten, die etwa 540 MWh el Strom im Jahr verbrauchen.<br />
Bei einem durch das Szenario 2020 angenommenen erzeugten Stromüberschuss aus <strong>Erneuerbare</strong>n<br />
<strong>Energien</strong> von ca. 50.000 MWh el (Siehe Kapitel 1.6.2) kann der steigende Stromverbrauch<br />
in <strong>Ingelheim</strong> durch den Einsatz von Elektroautos ausreichend abgedeckt werden.<br />
- 136 -
2 Akteursbeteiligung<br />
Im Zuge der Ausarbeitung des Klimaschutzkonzeptes wurden diverse Akteure kontaktiert.<br />
Diese sind auszugsweise:<br />
<br />
Stadtverwaltung <strong>Ingelheim</strong><br />
<br />
GEDEA <strong>Ingelheim</strong><br />
<br />
Abwasserzweckverband Untere Selz<br />
<br />
Rheinhessische Energie- und Wasserver-<br />
<br />
Forstamt<br />
sorgungs-GmbH<br />
<br />
Winzer- und Bauernverband<br />
<br />
Bauhof <strong>Ingelheim</strong><br />
<br />
Abfallwirtschaftsbetrieb Mainz-Bingen<br />
<br />
Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz<br />
Die Akteursbeteiligung erfolgte vornehmlich anhand von durchgeführten Interviews von denen<br />
einige – für die Erstellung dieser Ausarbeitung wichtige – im Anhang aufgeführt sind.<br />
Zu einem intensivierten Austausch beteiligter Akteure kommt es im Vorfeld möglicher Umsetzungen<br />
der sich aus dem Klimaschutzkonzept abgeleiteten Maßnahmenempfehlungen.<br />
- 137 -
3 Maßnahmenkatalog<br />
Der Maßnahmenkatalog listet die sich aus der Konzepterstellung ergebenen Maßnahmen zur<br />
Umsetzung des Klimaschutzkonzeptes auf. Der Maßnahmenkatalog umfasst folgende Punkte:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Beschreibung der Maßnahme<br />
Erwartetes Einsparpotenzial an Energieverbrauch, Energiekosten und CO 2 e<br />
Überschlägige Berechnung der regionalen Wertschöpfung<br />
Erwartete Kosten<br />
Priorität der Maßnahme<br />
Akteure, Verantwortliche, Zielgruppe<br />
Handlungsschritte und Erfolgsindikatoren<br />
Zeitraum für die Durchführung<br />
Eine Maßnahme ist aus Sicht der Stadt zu betrachten und formulieren. Zur Ermittlung der regionalen<br />
Wertschöpfung kann der (Wertschöpfungsrechner) genutzt werden. Abbildung 3-1<br />
zeigt einen Maßnahmensteckbrief, in denen die auszufüllenden Felder inhaltlich beschrieben<br />
sind.<br />
Die aus dem <strong>Teilkonzept</strong> <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> abgeleiteten Maßnahmensteckbriefe sind im<br />
Anhang aufgeführt.<br />
- 138 -
Abbildung 3-1: Maßnahmensteckbrief mit inhaltlicher Beschreibung der einzelnen Felder<br />
- 139 -
4 Controlling-Konzept<br />
Das Controlling-Konzept beinhaltet Ansatzpunkte, um die Wirksamkeit der Maßnahmen zur<br />
Erreichung der Klimaschutzziele zu erfassen. Im <strong>Teilkonzept</strong> <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> enthält<br />
dies vornehmlich die Erfassung des Ausbaus der <strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong> und die regelmäßige<br />
Bilanzierung von Strom- und Wärmeerzeugung aus diesen.<br />
Dies erfolgt zum Beispiel durch die wiederkehrende Erfassung folgender Daten:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Zubau an neuen Photovoltaik- und Solarthermieanlagen<br />
Stromertrag bestehender Photovoltaik-Anlagen<br />
Stromverbrauch bestehender Wärmepumpen (Anhand der Arbeitszahl kann man<br />
Rückschlüsse auf den Wärmeertrag ziehen)<br />
Änderung des lokalen Energiemix<br />
Stromertrag der Windkraftanlagen auf dem <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald<br />
Statistiken zu Flächenzusammensetzung, Viehbestände, Abfallaufkommen etc.<br />
Die Datenerfassung kann meist problemlos telefonisch oder per E-Mail abgewickelt werden.<br />
Die wichtigsten Ansprechpartner für die Datenermittlung sind:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Rheinhessische Energie- und Wasserversorgungs-GmbH (Stromeinspeisung an<br />
<strong>Erneuerbare</strong>n <strong>Energien</strong>, Stromverbrauch Wärmepumpen)<br />
Gedea <strong>Ingelheim</strong> (Angaben zur Windenergie <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald)<br />
BAFA (Anlagenbestände Wärmepumpen)<br />
Abwasserzweckverband Untere Selz (Klärschlammaufkommen und –verwertung)<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz (Statistiken zu Flächenzusammensetzung,<br />
Viehbestand, Abfallaufkommen, etc.)<br />
Forstbetrieb (Waldholzaufkommen und –verwertung)<br />
Auch wird grundsätzlich empfohlen, maßnahmenbezogen zu bilanzieren, d. h. jede umgesetzte<br />
Maßnahme zu bewerten und die CO 2 e-Einsparung auszuweisen.<br />
- 140 -
Sollte dann zum Beispiel aus den Daten erkennbar sein, dass der Ausbau von Photovoltaikanlagen<br />
rückläufig ist, sollte dem durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. einer Infokampagne<br />
oder einer möglichen Anreizschaffung durch finanzielle Unterstützung entgegengewirkt<br />
werden.<br />
Des Weiteren sollten über das <strong>Teilkonzept</strong> <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> hinaus noch folgende Punkte<br />
regelmäßig berücksichtigt werden:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Energieverbräuche der öffentlichen Gebäude<br />
Energieverbrauch der Straßenbeleuchtung<br />
Erfassung durchschnittlicher CO 2 -Klassen des städtischen Fuhrparks<br />
Einsparpotenziale genehmigter Sanierungsmaßnahmen des städtischen<br />
Förderprogramms<br />
Durch die Ergebnisse der Erfassung und Bilanzierung der genannten Punkte sollte einmal<br />
jährlich die Klimabilanz der Stadt <strong>Ingelheim</strong> am Rhein aktualisiert werden und diese in einem<br />
regelmäßigen Klimaschutzbericht veröffentlicht werden. Auch sollten politischen Beschlüsse<br />
auf Ihre Berücksichtigung des Klimaschutzes hin betrachtet bzw. bewertet werden.<br />
Des Weiteren wird empfohlen, einen Klimaschutzmanager zu etablieren, der sich als verantwortliches<br />
Mitglied der Stadtverwaltung um die Umsetzung der Maßnahmen kümmert.<br />
In den jeweiligen Maßnahmensteckbriefen sind Hinweise auf die Controlling-Möglichkeit der<br />
Maßnahme gegeben.<br />
- 141 -
5 Öffentlichkeitsarbeit<br />
Jeder Einzelne kann durch sein eigenes Handeln einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Allerdings<br />
muss hierfür ein umweltbewusstes und umweltfreundliches Verständnis aufgebaut<br />
werden, um Einspar- und Ausbaupotenziale in Bereichen zu erschließen, auf die die Stadt<br />
<strong>Ingelheim</strong> keinen direkten Einfluss hat. Dies kann und soll innerhalb eines Klimaschutzkonzeptes<br />
durch eine entsprechende Öffentlichkeitsarbeit erfolgen, anhand deren die Bürger<br />
über klimaschutzrelevante Themen regelmäßig informiert und sensibilisiert werden. Hierzu<br />
müssen klima- und umweltschutzspezifische Fachthemen redaktionell in eine bürgernahe Öffentlichkeitsarbeit<br />
umgewandelt werden.<br />
Die Öffentlichkeitsarbeit kann folgendermaßen durchgeführt werden:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Pressemitteilungen über aktuelle Entwicklungen, realisierte Maßnahmen, Veranstaltungen,<br />
klimapolitische Beschlüsse, allgemeine Klimaschutzthemen<br />
Zielgruppen-, Themen-, branchenspezifische Informationsveranstaltungen<br />
Internetangebote zu klimarelevanten Informationen, Pressemitteilungen, Downloads<br />
Veranstaltung von Wettbewerben, Ausschreibungen, Kampagnen etc., die auf den<br />
Klimaschutz ausgerichtet sind<br />
Bereitstellung und Verteilung von klimarelevanten Broschüren und<br />
Informationsblättern<br />
Einrichten einer Anlaufstelle für klimarelevante Beratungsangebote<br />
Auf den beiden nachfolgenden Seiten werden Beispiele von Öffentlichkeitsarbeiten, die im<br />
Zuge des <strong>Ingelheim</strong>er Klimaschutzkonzepts durchgeführt bzw. erschienen sind, dargestellt.<br />
- 142 -
Abbildung 5-1: Pressemitteilungen Rhein-Main-Presse vom 13.06.2012<br />
- 143 -
Abbildung 5-2: Pressemittteilung Rhein-Main-Presse vom 08.08.2012<br />
- 144 -
6 Literaturverzeichnis<br />
DIN EN 12831 - Beiblatt 1. (April 2004). Heizungsanlagen in Gebäuden - Verfahren zur<br />
Berechnung der Norm-Heizlast -Nationaler Anhang.<br />
Biomassepotenzialstudie Hessen. (2009). Stand und Perspektiven der energetischen<br />
Biomassenutzung in Hessen - Materialband. Studie im Auftrag des: Hessischen<br />
Ministeriums für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz.<br />
Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität der Bundesregierung. (August 2009).<br />
Wasser- und Schifffahrtsamt Bingen. (2012). Von http://www.wsa-bingen.wsv.de/ abgerufen<br />
Hinweis zur Beurteilung der Zulässigkeit von Windenergieanlagen. (30. Januar 2006).<br />
Gemeinsames Rundschreiben des Ministeriums der Finanzen, des Ministeriums des<br />
Innern und für Sport, des Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft, und<br />
Weinbau und des Ministeriums für Umwelt und Forsten. FM 3275-4531.<br />
Ergänzendes Rundschreiben. (9. Januar 2012). Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft,<br />
Ernährung, Weinbau und Forsten Rheinland Pfalz, Aktenzeichen 106-83 314-08/2011-<br />
8#13 Referat 1061 .<br />
Abfallwirtschaftbetrieb Mainz-Bingen. (2012). Interview mit Frau Selle.<br />
Abwasserzweckverband Untere Selz. (2012). Interview mit Herrn Weisrock.<br />
Ahrens, R. (29. Juli 2011). Biogasnutzung: "Die direkte Treibhausgasbilanz ist erst einmal<br />
positiv". VDI nachrichten(30/31 2011).<br />
Aquapower GmbH. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.aquapower-mainz.de/images/Abbildung_1.JPG<br />
Arthaus-Fertigbau 01. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.arthaus-fertigbau.de/Bilder/erdpumpe_h.gif<br />
Arthaus-Fertigbau 02. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.arthaus-fertigbau.de/Bilder/erdpumpe_v.gif<br />
ASUE . (2011). BHKW-Kenndaten. Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und<br />
umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V.<br />
Bauhof <strong>Ingelheim</strong>. (2012). Interview mit Herrn Setzer.<br />
Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, Tabelle 6 c:<br />
Rottmist und Jaucheanfall verschiedener Tierarten in t bzw. m³ pro mittlerem<br />
Jahresbestand in Abhängigkeit von Leistung, Fütterung und Haltungsform. (kein<br />
Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
www.lfl.bayern.de/iab/duengung/mineralisch/10536/tab6c09.pdf<br />
BILEK & SCHÜLL. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.bilek.at/pages_neu/prod_gallerie.php<br />
Bornebusch, J. P. (22. Juli 2011). Elektromobilität 2020 - Die Rechnung geht auf. Spektrum<br />
der Wissenschaft.<br />
Bundesverband <strong>Erneuerbare</strong> Energie e. V. (2009). Stromversorgung 2020 - Wege in eine<br />
moderne Energiewirtschaft. Berlin.<br />
Deutscher Heilbäderverband e. V. (2005, Aktualisiert 2011). Kommentierte Fassung der<br />
Begriffsbestimmung - Qualitätsstandards für die Prädikatisierung von Kurorten,<br />
Erholungsorten und Heilbrunnen.<br />
- 145 -
Eder, S. W. (28. August 2011). Unterschätzte Zukunftstechnologie. VDI nachrichten(34<br />
2011).<br />
ENERCON Produktübersicht. (kein Datum). Broschüre vom April 2012.<br />
EnergyMap, Anlagenbestand Photovoltaik. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.energymap.info/energieregionen/DE/105/118/193/467/18836_devices.utf<br />
8.csv<br />
EnergyMap 2, Stromproduktion Rheinland-Pfalz. (kein Datum). Abgerufen am 20. August<br />
2012 von http://www.energymap.info/energieregionen/DE/105/118.html<br />
Flächennutzungsplan Verbandsgemeinde Stromberg - Teilfortschreibung "Windkraft" -. (kein<br />
Datum). http://www.stromberg.de/downloads/FNPWindVGStromberg.pdf. Abgerufen<br />
am 20. August 2012.<br />
Forstamt <strong>Ingelheim</strong>. (2012). Interview mit Herrn Diehl.<br />
GEDEA <strong>Ingelheim</strong>. (2012). Interview mit Herrn Haas.<br />
Geoportal Wasser Rheinland-Pfalz. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.geoportal-wasser.rlp.de<br />
Geothermie Kraftwerke GmbH - Messgebiete. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012<br />
von http://gtk-gmbh.com/gtk-messgebiet/detailansicht-mainz/<br />
Geothermisches Informationssystem für Deutschland. (kein Datum). Abgerufen am 20.<br />
August 2012 von http://www.geotis.de/homepage/Bilder/Karte2_de.png<br />
GEP GmbH Bioheizkraftwerke. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.cmwmedia.de/gep_gmbh/content/bhkw/bhkw.gif<br />
Gesetz für den Vorrang <strong>Erneuerbare</strong>r <strong>Energien</strong>. (kein Datum). Inkrafttreten der Neufassung:<br />
01.01.2009: Inkrafttreten der letzten Änderung: 01.04.2012.<br />
Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts - § 9 Absatz 1 Nr. 5. (31. Juli 2009).<br />
Guse, S. (2011). Bachelorthesis: Kommunale Energie- und Klimaschutzkonzepte -<br />
Entwicklung und Anwendung einer Methode zur Treibhausgas-Bilanzierung in<br />
<strong>Ingelheim</strong> am Rhein.<br />
Habicht, H. (1963). Die permo-karbonischen Aufschlußbohrungen der Nahe-Senke des<br />
Mainzer Beckens und der Zweibrücker Mulde. Zeitschrift der Deutschen Geologischen<br />
Gesellschaft, Band 115.<br />
Herr, W. (2007). Geothermische Erschließung einer Störzone im Erlaubnisfeld Trebur.<br />
Iken, J. (12. August 2011). Energetische Rückzahlung immer früher. VDI nachrichten(32/33<br />
2011).<br />
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse. (kein Datum). Abgerufen am 20.<br />
August 2012 von http://www.itas.fzk.de/deu/tadn/tadn013/image43.gif<br />
Institut Wohnen und Umwelt - Klimadaten deutscher Stationen. (kein Datum). Abgerufen am<br />
20. August 2012 von www.iwu.de/datei/Gradtagszahlen_Deutschland.xls<br />
Kaltschmitt, M. (2003). <strong>Erneuerbare</strong> <strong>Energien</strong> - Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit,<br />
Umweltaspekte (Bd. 3. Auflage vom 31. Januar 2003). Springer Berlin Heidelberg.<br />
Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland Pflaz. (kein Datum). Grundlagen zur Planung<br />
und Ausführung von Erdwärmesonden. Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.lgb-rlp.de/erdwaerme_karte.html<br />
- 146 -
Landschaftsinformationssystem der Naturschutzverwaltung. (kein Datum). Abgerufen am 20.<br />
August 2012 von http://map1.naturschutz.rlp.de/mapserver_lanis/<br />
Leibnitz-Institut für Angewandte Geophysik. (kein Datum). Temperaturkarten Deutschlands<br />
unterschiedlicher Tiefen. Abgerufen am 20. August 2012 von http://www.liaghannover.de/online-dienste-downloads/downloads/digitale-karten.html<br />
LGB-RLP - Standartauflagen zum Bau von Erdwärmesonden in unkritischen Gebieten. (kein<br />
Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von http://www.lgbrlp.de/fileadmin/cd2009/download/erdwaerme/Standardauflagen_EWS_01.pdf<br />
Millecke Immobilien & Consulting KG. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://xn--brger-solaranlagen-m6b.com/garbage/90/903350/11820719.jpg<br />
Müller, B. (16. September 2011). Öko-Primus mit beschränktem Potenzial. VDI<br />
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P.E.A.C.E-POWER. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von http://www.peacepower.de/tl_files/PEACEPower/fotos/big2.jpg<br />
Paschen, H., Oertel, D., & Grünwald, R. (2003). Möglichkeiten geothermischer<br />
Stromerzeugung in Deutschland. Berlin: Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim<br />
Deutschen Bundestag.<br />
Personenkreis Tiefe Geothermie. (2007). Nutzung der geothermischen Energie aus dem<br />
tiefen Untergrund (Tiefe Geothermie) - Arbeitshilfe für Geologische Dienste.<br />
Pressemittleilung "Flussturbinen gehen ans Netz" vom 13. Septemper 2010. (kein Datum).<br />
Abgerufen am 20. August 2012 von KSB Homepage: http://www.ksb.com/ksbde/investor-relations/IR-News/Verlinkungen-Pressemitteilungen/3548/flussturbinengehen-ans-netz.html<br />
Pumpeninfo. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.pumpeninfo.de/wpcontent/uploads/2010/09/KSB_Flussturbine_gross_01.jpg<br />
Sass, I., & Bär, K. (2008). 3D-Modell der geothermischen Tiefenpotenziale in Hessen - Erste<br />
Ergebnisse.<br />
SFV. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von Solarenergie-Förderverein<br />
Deutschland e.V.: http://www.sfv.de/fotos/l/windjpg.jpg<br />
Statistisches Bundesamt. (2011). Bevölkerungsstand.<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Abfallstatistik. (2011). Daten zur Abfallwirtschaft<br />
2009. ISSN: 1430-5194.<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung. (2010). Landwirtschaftliche<br />
Betriebe und ldw.genutzte Fläche nach Flächennutzung 2010.<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Viehbestand. (2010). Landwirtschaftliche Betriebe,<br />
Großvieheinheiten und Tiere nach Tierarten 2010.<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz. (2011). Zeitreihe Bevölkerungsstand <strong>Ingelheim</strong> am<br />
Rhein.<br />
TA Lärm. (kein Datum). Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm. Letzte Neufassung<br />
vom: 26.08.1998.<br />
- 147 -
Thomas, T. (2. September 2011). Mehr Windkraft an Land rückt Ökologie ins Blickfeld. VDI<br />
nachrichten(35 2011).<br />
TSB Bericht Trestervergärung. (2006). Trestervergärung.<br />
Umweltbundesamt 01. (kein Datum). Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid-Emissionen<br />
des deutschen Strommix 1990-2010 und erste Schätzungen 2011. Abgerufen am 20.<br />
August 2012 von http://www.umweltbundesamt.de/energie/archiv/co2-strommix.pdf<br />
Umweltbundesamt 02. (2011). Emissionsbilanz erneuerbare Energieträger - Aktualisierte<br />
Anhänge 2 und 4 der Veröffentlichung Climate Change 12/2009.<br />
VDE. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von Verband der Elektrotechnik<br />
Elektronik Informationstechnik e.V.:<br />
http://www.vde.com/de/fg/ETG/Arbeitsgebiete/V1/PublishingImages/Windenergie/Au<br />
fbau-Windanlage-l.jpg<br />
VDI-Richtlinie 4640. (September 2001). Thermische Nutzung des Untergrundes.<br />
Wertschöpfungsrechner. (kein Datum). Abgerufen am 20. August 2012 von<br />
http://www.kommunal-erneuerbar.de/de/kommunale-wertschoepfung/rechner.html<br />
Windfeldmodell 100 Meter über Grund. (kein Datum). Ministerium für Wirtschaft,<br />
Klimaschutz, Energie und Landesplanung RLP.<br />
Winzer- und Bauernverband <strong>Ingelheim</strong>. (2012). Interview mit Herrn Werner.<br />
Wissenschaftlicher Beirat Agrarpolitik. (2007). Nutzung von Biomasse zu Energiegewinnung -<br />
Empfehlung an die Politik.<br />
www.kandrich.de. (kein Datum). Abgerufen am 31. Mai 2012 von www.kandrich.de<br />
www.solar-duisburg.de. (kein Datum). Abgerufen am 17. August 2012 von http://www.solarduisburg.de/html/ertrage.html<br />
- 148 -
7 Anhang<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Maßnahmensteckbriefe<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz – Flächennutzung<br />
Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz – Viehbestand<br />
Excel-Sheet zur Berechnung Potenzial <strong>Erneuerbare</strong> Energie aus Biomasse<br />
Anbau, Ertrag und Ernte der Feldfrüchte (Auszug)<br />
Interview-Protokolle<br />
Formular Schlussbericht Projektträger Jülich<br />
- 149 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 1<br />
- 150 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 2<br />
- 151 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 3<br />
- 152 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 4<br />
- 153 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 5<br />
- 154 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 6<br />
- 155 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 7<br />
- 156 -
Maßnahmensteckbriefe – Seite 8<br />
- 157 -
(Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung, 2010) - Seite 1<br />
4 Wirtschaftsbereiche<br />
41 Land- und Forstwirtschaft, Fischerei<br />
411 Struktur der land- und forstwirtschaftlichen Betriebe<br />
41121 Agrarstruk turerhebung (ASE)<br />
41121GJ003 Landwirtschaftliche Betriebe und ldw.genutzte Fläche nach Flächennutzung (2010) 2010<br />
33900030 <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Hauptnutz-,Fruchtart<br />
Betriebe/Anzahl Fläche/ha<br />
Ackerland 33 998<br />
Getreide zur Körnergewinnung 18 652<br />
Weizen 14 360<br />
Winterweizen einschließlich Dinkel . .<br />
Sommerweizen . .<br />
Durum (Hartweizen) - -<br />
Roggen und Wintermenggetreide 6 80<br />
Triticale - -<br />
Gerste 12 169<br />
Wintergerste . .<br />
Sommergerste . .<br />
Hafer . .<br />
Sommermenggetreide - -<br />
Körnermais einschließlich Corn-Cob-Mix . .<br />
anderes Getreide - -<br />
Pflanzen zur Grünernte 6 19<br />
Getreide zur Ganzpflanzenernte - -<br />
Silomais - -<br />
Leguminosen zur Ganzpflanzenernte . .<br />
Feldgrasanbau . .<br />
andere Pflanzen zur Ganzpflanzenernte . .<br />
Hackfrüchte 8 37<br />
Kartoffeln 6 2<br />
Speisekartoffeln 6 2<br />
Frühkartoffeln . .<br />
andere Kartoffeln (Industrie-, Futter- und Pflanzkartoffeln) - -<br />
Zuckerrüben . .<br />
andere Hackfrüchte . .<br />
Hülsenfrüchte zur Körnergewinnung - -<br />
Futtererbsen - -<br />
Ackerbohnen - -<br />
Lupinen zur Körnergewinnung - -<br />
sonstige Hülsenfrüchte - -<br />
Gemüse, Erdbeeren und andere Gartengewächse 10 15<br />
Feldgemüse 8 12<br />
Gemüse im Wechsel mit landwirtschaftlichen Kulturen . .<br />
Gemüse im Wechsel mit anderen Gartengewächsen . .<br />
- 158 -
(Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Flächennutzung, 2010) - Seite 2<br />
Gemüse unter Glas . .<br />
Blumen und Zierpflanzen im Freiland . .<br />
Blumen und Zierpflanzen unter Glas . .<br />
Gartenbausämereien - -<br />
Handelsgewächse 7 195<br />
Ölfrüchte zur Körnergewinnung 7 195<br />
Raps und Rübsen . .<br />
Winterraps . .<br />
Sommerraps und Rübsen - -<br />
Körnersonnenblumen . .<br />
Flachs (Öllein) - -<br />
sonstige Ölfrüchte zur Körnergewinnung - -<br />
Hopfen - -<br />
Tabak - -<br />
Heil- und Gewürzpflanzen - -<br />
andere Pflanzen zur Fasergewinnung - -<br />
ausschließlich zur Energieerzeugung genutzte Handelsgewächse - -<br />
sonstige Handelsgewächse - -<br />
Saat- und Pflanzguterzeugung für Gräser usw. - -<br />
sonstige Kulturen auf dem Ackerland 4 26<br />
Stillgelegte Flächen mit Beihilfe-/Prämienanspruch 9 50<br />
Brache ohne Beihilfe-/Prämienanspruch 8 4<br />
Dauerkulturen 116 963<br />
Obstanlagen . .<br />
Baumobstanlagen 62 281<br />
Beerenobstanlagen . .<br />
Nüsse - -<br />
Rebfläche 86 610<br />
Rebflächen für Keltertrauben . .<br />
Rebflächen für Tafeltrauben . .<br />
Baumschulen . .<br />
Weihnachtsbaumkulturen außerhalb des Waldes - -<br />
andere Dauerkulturen - -<br />
Dauerkulturen unter Glas - -<br />
Dauergrünland 16 136<br />
Weiden einschließlich aus der landwirtschaftlichen Erzeugung genommenes Dauergrünland 8 101<br />
aus der landwirtschaftlichen Erzeugung genommenes Dauergrünland - -<br />
Dauerwiesen . .<br />
Hutungen . .<br />
Haus- und Nutzgärten 25 2<br />
LF insgesamt 126 2.099<br />
. Angabe unterliegt der Geheimhaltung<br />
- 159 -
(Statistisches Landesamt Rheinland-Pfalz - Viehbestand, 2010)<br />
4 Wirtschaftsbereiche<br />
41 Land- und Forstwirtschaft, Fischerei<br />
411 Struktur der land- und forstwirtschaftlichen Betriebe<br />
41121 Agrarstrukturerhebung (ASE)<br />
41121GJ004 Landwirtschaftliche Betriebe, Großvieheinheiten und Tiere nach Tierarten (2010) 2010<br />
33900030 <strong>Ingelheim</strong> am Rhein<br />
Tierarten Halter/Anzahl Tiere/Anzahl<br />
Einhufer insgesamt 7 141<br />
Rinder insgesamt . .<br />
weibliche Kälber unter 8 Monaten . .<br />
männliche Kälber unter 8 Monaten . .<br />
männliche Jungrinder über 8 Monate bis 1 Jahr . .<br />
weibliche Jungrinder über 8 Monate bis 1 Jahr . .<br />
männliche Rinder 1 bis unter 2 Jahre . .<br />
weibliche Rinder 1 bis unter 2 Jahre - -<br />
männliche Rinder 2 Jahre und älter . .<br />
weibliche Rinder 2 Jahre und älter (nicht abgekalbt) . .<br />
Milchkühe - -<br />
andere Kühe . .<br />
Schafe insgesamt 3 40<br />
Schafe unter 1 Jahr . .<br />
Milchschafe einschließlich Lämmer - -<br />
andere Mutterschafe einschließlich Lämmer . .<br />
Schafböcke zur Zucht . .<br />
Andere Schafe - -<br />
Schweine insgesamt . .<br />
Ferkel . .<br />
Zuchtsauen . .<br />
Andere Schweine - -<br />
Ziegen insgesamt . .<br />
weibliche Ziegen zur Zucht . .<br />
Andere Ziegen . .<br />
Hühner insgesamt 6 82<br />
Legehennen 1/2 Jahr und älter 6 82<br />
Junghennen und Junghennenküken - -<br />
Masthühner,-hähne und übrige Küken - -<br />
Gänse . .<br />
Enten - -<br />
Truthühner - -<br />
Insgesamt 14 -<br />
. Angabe unterliegt der Geheimhaltung<br />
- 160 -
Erstelltes Excel-Sheet zur Berechnung Biomasse-Potenzial – Seite 1<br />
Einwohnerzahl<br />
Enwohner 24.152 Stat. Landesamt; Stand 31.12.2010<br />
Flächenbestand Insgesamt<br />
Fläche<br />
[ha]<br />
Flächenanteil<br />
[%]<br />
Landwirtschaftsfläche 3.266 53,6<br />
Siedlungs‐ und Verkehrsflächen 1.132 18,6<br />
Wasserfläche 294 4,8<br />
Waldfläche 1.365 22,4<br />
Sonstige Flächen 35 0,6<br />
Fläche insgesamt 6.092 100<br />
Stand 31.12.2011 (keine Veränderungen gegenüber 2010); Statistisches Landesamt; Ergänzung durch Angaben Förster Diehl für <strong>Ingelheim</strong>er Wald;<br />
Kommentar<br />
Aufteilung siehe Unten<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Nutzung für Waldholz<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Nutzung Landwirtschaftsfläche<br />
Ackerland<br />
Dauerkulturen<br />
Dauergrünland<br />
Haus‐ und Nutzgärten<br />
Unbekannte Landw. Fläche<br />
Stand 2010; Statistisches Landesamt<br />
Fläche<br />
[ha]<br />
Flächenanteil<br />
[%]<br />
Weizen 360 11<br />
Roggen 80 2<br />
Gerste 169 5<br />
Sonstiges Getreide (Unbekannt) 43 1<br />
Pflanzen zur Grünernte 19 1<br />
Hackfrüchte 37 1<br />
Gemüse 15 0<br />
Handelsgewächse 195 6<br />
Sonstige Kulturen 26 1<br />
Stillgelegte Flächen 50 2<br />
Brachflächen 4 0<br />
Baumobstanlagen 281 9<br />
Rebflächen 610 19<br />
Sonstige Dauerkulturen (Unbekannt) 72 2<br />
Weiden 101 3<br />
Sonstiges Dauergrünland (Unbekannt) 35 1<br />
2 0<br />
1.167 36<br />
Fläche insgesamt 3.266 100<br />
Wird für Erzeugung Biogas teilweise (15 %) berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Kommentar<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Anfallendes Stroh wird berücksichtigt (Annahme: Raps)<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Wird für Trester‐Verwertung berücksichtigt<br />
Wird nicht berücksichtigt<br />
Anbau Energiepflanzen<br />
Fläche<br />
[ha]<br />
Kurzumtriebsplantagen<br />
Energiepflanze für<br />
halmartigen Festbrennstoff<br />
Einjährige Energiepflanzen<br />
für Biogas<br />
Summe 0<br />
Kommentar<br />
Keine Anbaufläche bekannt<br />
Keine Anbaufläche bekannt<br />
Keine Anbaufläche bekannt<br />
- 161 -
Erstelltes Excel-Sheet zur Berechnung Biomasse-Potenzial– Seite 2<br />
1.1.1 Waldholz<br />
1 Festbrennstoffe<br />
1.1 Holzartige Festbrennstoffe<br />
Vorhandene Waldfläche ha 1.365 Siehe Tabellenblatt "Flächenbestand"<br />
Energetische nachhaltige Holznutzung fm/ha/a 3,5 [ NORMAL 1,5 fm/ha/a] Studie Hessen Seite 11<br />
Holznutzung gesamt fm/a 4.500 Angabe Förster Herr Diehl<br />
Dichte Nutzholz (Mischholz) t/fm 0,94 Studie Hessen Seite 12<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (Erntefrisch/50 % Wassergehalt) t/a 4.230<br />
Faktor Umrechnung 50 % Wassergehalt auf 20 % Wassergehalt ‐ 0,63 Studie Hessen Seite 12<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (20 % Wassergehalt) t/a 2.644<br />
Spezifischer Heizwert (Mischholz/20 % Wassergehalt) MWh/t 4,0 Studie Hessen Seite 4<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 10.575<br />
1.1.2 Kurzumtriebsplantagen<br />
Angesetzte Fläche ha 0,0<br />
Mittleres Ertragspotenzial je ha [TM] t/ha/a 10,0 Studie Hessen Seite 20<br />
Ertragspotential t/a 0<br />
Spezifischer Heizwert [TM] MWh/t 4 Studie Hessen Seite 21<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 0<br />
1.1.3 Landschaftspflegeholz<br />
Herangezogene Fläche ha 3.266 Studie Hessen Seite 21<br />
Mittleres Ertragspotenzial je ha srm/ha/a 0,3 Studie Hessen Seite 22<br />
Ertragspotenzial srm/a 980<br />
Dichte Landschaftspflegeholz t/srm 0,28 Studie Hessen Seite 22<br />
Ertragspotenzial t/a 274<br />
Faktor Umrechnung 50 % Wassergehalt auf 30 % Wassergehalt ‐ 0,72 Studie Hessen Seite 12<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (30 % Wassergehalt) t/a 198<br />
spezifischer Heizwert (30 % Wassergehalt) MWh/t 3,4 Studie Hessen Seite 23<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 672<br />
1.1.4 Altholz (Wertstoffsammlung)<br />
Aufkommen Altholzabfall pro Einwohner und Jahr kg/Einw./a 20,9 Abfallwirtschaftsbericht 2011 (Daten 2009) ‐ Zahlen für RLP<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152 Stat. Landesamt; Stand 31.12.2010<br />
Aufkommen Altholzabfall pro Jahr t/a 505<br />
Spezifischer Heizwert MWh/t 4,0<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 2.019<br />
- 162 -
Erstelltes Excel-Sheet zur Berechnung Biomasse-Potenzial– Seite 3<br />
1.1.5 Gartenabfälle holzartig<br />
Aufkommen Gartenabfälle pro Einwohner und Jahr kg/Einw./a 122,5 Abfallwirtschaftsbericht 2011 Zahlen für Mainz‐Bingen<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152 Stat. Landesamt; Stand 31.12.2010<br />
Anteil holzartige Gartenabfälle % 35 Studie Hessen Seite 45<br />
Aufkommen holzartige Gartenabfälle pro Jahr (50 % Wassergehalt) t/a 1.036<br />
Faktor Umrechnung 50 % Wassergehalt auf 30 % Wassergehalt ‐ 0,72 Studie Hessen Seite 48<br />
Nachhaltiges Nutzholzpotential (30 % Wassergehalt) t/a 746<br />
1.2.1 Stroh<br />
Spezifischer Heizwert (30 % Wassergehalt) MWh/t 3,4 Studie Hessen Seite 48<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 2.535<br />
1.2 Halmartige Festbrennstoffe<br />
Weizen Roggen Gerste (Raps)<br />
Vorhandene Anbaufläche ha 360 80 169 195 Siehe Tabellenblatt "Flächenbestand"<br />
Durchschnittlicher Ernteertrag je ha t/ha/a 7,3 4,6 6,3 3,9 BMELV: Anbau, Ertrag und Ernte der Feldfrüchte<br />
Bergungsverluste % 15 15 15 35 Studie Hessen Seite 31<br />
Anteil für energetische Nutzung % 30 30 30 10 Studie Hessen Seite 31/32<br />
Durchschnittlicher Ernteertrag Netto t/a 670 94 271 49<br />
1.2.2 Energiepflanzen<br />
Korn/Stroh‐Verhältnis ‐ 0,8 0,9 0,7 1,7 Studie Hessen Seite 31<br />
Strohertrag Netto t/a 536 84 190 84<br />
Strohertrag Netto Gesamt t/a<br />
895<br />
Spezifischer Heizwert (15 % Wassergehalt) MWh/t 4<br />
Studie Hessen Seite 34<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a<br />
3.579<br />
Angebaute Fläche ha 0,0 Siehe Tabellenblatt "Flächenbestand"<br />
Durchschnittlicher Ernteertrag je ha [TS] t/ha/a 15 Studie Hessen Seite 36 (Miscanthus)<br />
Ernteertrag t/a 0<br />
Spezifischer Heizwert (15 % Wassergehalt) MWh/t 3,9 Studie Hessen Seite 37<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWhf/a 0<br />
1.3 Sonstige Festbrennstoffe<br />
1.3.1 Klärschlammverwetung ‐ Verbrennung<br />
Klärschlammaufkommen (ca. 30 % TS) t/a 12.000 Angabe von AVUS;<br />
Klärschlammaufkommen (TS) t/a 3.600 Umrechnung anhand Angabe Klärschlammaufkommen (30 % TS)<br />
Spezifischer Heizwert Klärschlamm (TS) MWh/t 3,0 http://www.abfallwirtschaft.steiermark.at/cms/beitrag/10009935/4336040<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 10.800<br />
1.3.2 Trester‐Verwertung aus Weinanbau<br />
Fläche Weinanbau ha 610 Siehe Tabellenblatt "Flächenbestand"<br />
Durchschnittlicher Biomasseertrag je ha [TS] t/ha/a 1,0<br />
Ökologisch Verwertbar % 70<br />
Biomasseertrag [TS] t/a 438<br />
Spezifischer Heizwert MWh/t 6,1<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 2.670<br />
- 163 -
Erstelltes Excel-Sheet zur Berechnung Biomasse-Potenzial– Seite 4<br />
2 Biogene Gase<br />
2.1 Wirtschaftsdünger (Gülle, Festmist)<br />
Einhufer Schafe Hühner<br />
Anzahl Tiere ‐ 141 40 82 Stat. Landesamt; Stand 2010<br />
Zeitanteil im Stall % 50 50 60 Annahme<br />
Gülleaufkommen pro Jahr und Tier t/a/Tier 0 0 0<br />
Festmistaufkommen pro Jahr und Tier t/a/Tier 7,8 2,3 0,029<br />
www.lfl.bayern.de/iab/duengung/mineralisch/10536/tab6c09.pdf<br />
Aufkommen Gülle t/a 0 0 0<br />
Aufkommen Festmist t/a 550 46 1<br />
Biogasertrag je t Frischmasse Gülle m³/t 0 0 0<br />
Biogasertrag je t Frischmasse Festmist m³/t 101 90 169<br />
Studie Hessen Seite 62;<br />
http://daten.ktbl.de/biogas/startseite.do?zustandReq=1&selectedAction=substrate#start<br />
Biogasertrag aus Gülle m³/a 0 0 0<br />
Biogasertrag aus Festmist m³/a 55.540 4.140 241<br />
Methangehalt Gülle % 0 0 0<br />
Methangehalt Festmist % 55 55 65<br />
Studie Hessen Seite 62;<br />
http://daten.ktbl.de/biogas/startseite.do?zustandReq=1&selectedAction=substrate#start<br />
Methanertrag m³/a 30.547 2.277 157<br />
Methanertrag gesamt m³/a<br />
32.981<br />
Spezifischer Heizwert<br />
Theoretisches Energiepotenzial<br />
2.2 Energiepflanzen (einjährig)<br />
kWh/m³<br />
MWh f/a<br />
9,97<br />
329<br />
Anbaufläche ha 0<br />
Siehe Tabellenblatt "Flächenbestand"<br />
Maissilage Getreidesilage<br />
Flächenaufteilung % 60 40 Studie Hessen Seite 71<br />
Anbaufläche ha 0 0<br />
Durchschnittlicher Biomasseertrag je ha [FM] t/ha/a 50 25 Studie Hessen Seite 71<br />
Biomasseertrag t/a 0 0<br />
Spezifischer Biogasertrag je t [FM] m³/t 200 196 Studie Hessen Seite 71<br />
Biogasertrag m³/a 0 0<br />
Methangehalt % 52 52 Studie Hessen Seite 71<br />
Methanertrag m³/a 0 0<br />
Methanertrag Gesamt m³/a<br />
0<br />
2.3 Dauergrünland<br />
Spezifischer Heizwert<br />
Theoretisches Energiepotenzial<br />
kWh/m³<br />
MWh f/a<br />
9,97<br />
0<br />
Fläche Dauergrünland ha 136<br />
Verfügbarkeit für energetische Nutzung % 15<br />
Fläche energetische Nutzung ha 20<br />
Durchschnittlicher Biomasseertrag je ha [FM] t/ha/a 25<br />
Biomasseertrag t/a 510<br />
Spezifischer Biogasertrag je t [FM] m³/t 98<br />
Biogasertrag m³/a 49.980<br />
Methangehalt % 54<br />
Methanertrag m³/a 26.989<br />
Siehe Tabellenblatt "Flächenbestand"<br />
Studie Hessen Seite 74<br />
Studie Hessen Seite 74<br />
Studie Hessen Seite 75<br />
Studie Hessen Seite 75<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWhf/a 269<br />
- 164 -
Erstelltes Excel-Sheet zur Berechnung Biomasse-Potenzial– Seite 5<br />
2.4 Straßenbegleitgrün entlang außerörtlichen Verkehrswegen<br />
Herangezogene Verkehswegelänge km 30<br />
Pflegefläche je Kilometer ha/km 0,5<br />
Mittleres Ertragspotenzial je ha [FM] t/ha/a 25<br />
Ertragspotenzial t/a 750<br />
Studie Hessen Seite 77<br />
Annahme: Wie Dauergrünland<br />
Spezifischer Biogasertrag je t [FM] m³/t 98<br />
Biogasertrag m³/a 73.500<br />
Annahme: Wie Dauergrünland<br />
Methangehalt % 54<br />
Methanertrag m³/a 39.690<br />
Annahme: Wie Dauergrünland<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 396<br />
2.5 Bioabfall<br />
Bioabfallaufkommen kg/Einw./a 82,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen Bioabfälle pro Jahr t/a 1.993<br />
Abfallwirtschaftsbericht 2011<br />
Stat. Landesamt; Stand 31.12.2010<br />
Spezifischer Biogasertrag je t m³/t 110<br />
Biogasertrag m³/a 219.179<br />
Studie Hessen Seite 81<br />
Methangehalt % 55<br />
Methanertrag m³/a 120.549<br />
Studie Hessen Seite 81<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 1.202<br />
2.6 Gartenabfälle krautartig<br />
Aufkommen Gartenabfälle kg/Einw./a 122,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen krautartige Gartenabfälle % 65<br />
krautartige Gartenabfälle pro Jahr t/a 1.923<br />
Abfallwirtschaftsbericht 2011<br />
Stat. Landesamt; Stand 31.12.2010<br />
Studie Hessen Seite 82 / (muss mit holzartigen Gartenabfällen [1.5] 100 % ergeben)<br />
Spezifischer Biogasertrag je t m³/t 80<br />
Biogasertrag m³/a 153.848<br />
Studie Hessen Seite 82<br />
Methangehalt % 52<br />
Methanertrag m³/a 80.001<br />
Studie Hessen Seite 82<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 798<br />
- 165 -
Erstelltes Excel-Sheet zur Berechnung Biomasse-Potenzial– Seite 6<br />
2.7 Gewerbliche Abfälle (Küchen‐ und Kantinenabfälle)<br />
Aufkommen Einwohner und Jahr kg/Einw./a 3,5<br />
Anzahl Einwohner Einw. 24.152<br />
Aufkommen pro Jahr t/a 85<br />
Abfallwirtschaftsbericht 2011<br />
Stat. Landesamt; Stand 31.12.2010<br />
Spezifischer Biogasertrag je t m³/t 110<br />
Biogasertrag m³/a 9.299<br />
Annahme: Wie Bioabfall<br />
Methangehalt % 55<br />
Methanertrag m³/a 5.114<br />
Annahme: Wie Bioabfall<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 51<br />
2.8 Klärschlammverwetung ‐ Klärgas<br />
Klärschlammaufkommen (3‐4 % TS) t/a 100.000<br />
Klärgasaufkommen m³/a 1.700.000<br />
Methangehalt % 65<br />
Methanertrag m³/a 1.105.000<br />
Umrechnung anhand Angabe "Klärschlammverwertung ‐ Verbrennung"<br />
Angabe von AVUS<br />
http://energie‐und‐umwelt.at/erneuerbare‐energie/biogas‐deponiegas‐und‐klaergas‐224<br />
Spezifischer Heizwert kWh/m³ 9,97<br />
Theoretisches Energiepotenzial MWh f/a 11.017<br />
- 166 -
BMELV: Anbau, Ertrag und Ernte der Feldfrüchte (Auszug)<br />
- 167 -
Interview-Protokolle – Seite 1<br />
Besichtigung Wasserwerk im Badweg <strong>Ingelheim</strong><br />
15.05.2012<br />
Teilnehmer:<br />
Dr. Hoffmann, Klaus<br />
Gebhard, Lothar<br />
Exeler, Sandor<br />
wvr GmbH<br />
wvr GmbH<br />
TSB<br />
Zusammenfassung<br />
Da das im Wasserwerk im Badweg in <strong>Ingelheim</strong> entnommene Brunnenwasser erhöhte Nitratwerte aufweist wird<br />
dieses mit externem Wasser gemischt. Die Mischung reduziert den Nitratgehalt und kann anschließend für die<br />
Wasserversorgung genutzt werden.<br />
Das extern bezogene Wasser kommt vom Hochbehälter Wintersheim (227 m üNN) mit einem Druck von ca. 8<br />
bar im Wasserwerk (83 m üNN) an und wird zum Vermischen mit dem <strong>Ingelheim</strong>er Brunnenwasser auf 0 bar<br />
entspannt. Der Druckabbau erfolgt bisher energetisch ungenutzt.<br />
Der Volumenstrom des extern hinzugefügten Wassers beläuft sich auf etwa 90 m³/h bei einem monatlichen<br />
Mittelwert von ca. 53.000 m³/Monat. Hieraus ergibt sich eine durchschnittliche Zuflussdauer von ca. 19,5<br />
Stunden pro Tag.<br />
Durch angegebenen Druck und Volumenstrom errechnet sich eine hydraulische Leistung von ca.<br />
P hydr = 19,6 kW hydr . Unter Berücksichtigung eines Gesamtwirkungsgrads von 80 % für Turbine und Generator<br />
ergibt sich eine elektrische Leistung von ca. P el = 15,8 kW el . Die erzeugte Jahresstrommenge beläuft sich bei<br />
angesetzten 7.000 Betriebsstunden pro Jahr auf etwa 110.000 kWh el /a was etwa dem Jahresstromverbrauch<br />
von 30 Haushalten entspricht.<br />
Die Turbine zur Energiegewinnung muss über einen Bypass an das bestehende Rohrleitungssystem<br />
angeschlossen werden. Der Generator an die Turbine. Die hierzu zur Verfügung stehende Fläche (ca. 3 m auf<br />
1,5 m) und der Zugang zu dieser können sich als problematisch erweisen (scheinbar recht kleine Fläche,<br />
verwinkelter und schmaler Zugang). Im Anhang sind Fotos der zur Verfügung stehenden Fläche und dem<br />
Zugang angefügt.<br />
Der erzeugte Strom wird nicht durch das <strong>Erneuerbare</strong>-<strong>Energien</strong>-Gesetzt (EEG) gefördert. Grund hierfür ist, dass<br />
das verwendete Wasser bereits vorher unter Einsatz von Energie vom Entnahmebrunnen in Guntersblum in den<br />
Hochbehälter Wintersheim gepumpt wird. Durch die Nicht-Förderung durch das EEG soll der Strom direkt vor<br />
Ort verbraucht werden. Dies bietet sich an da auf dem Gelände des Wasserwerks im Badweg mehrere<br />
elektrische Pumpen mit einer installierten Leistung von ca. 200 kW el vorhanden sind um das gemischte Wasser<br />
in die Hochbehälter Ober-Hilbersheim (258 müNN) und Ensheim (259 müNN) zu Pumpen.<br />
Durch die wvr besteht eine hohe Bereitschaft das offene Energiepotenzial im Wasserwerk im Badweg<br />
abzuschöpfen. Hierzu soll im nächsten Schritt eine detailliertere Machbarkeitsstudie erstellt werden. In dieser<br />
soll die konkrete Umsetzung zur energetischen Gewinnung des Potenzials analysiert werden unter<br />
Berücksichtigung und Festlegung von Turbinen- und Generatortyp, Anschluss an das bestehende<br />
Rohrleitungssystem, Steuerung der Installation, Verwendung des erzeugten Stroms innerhalb des<br />
Wasserwerks, Wirtschaftlichkeit unter Bezugnahme von Investitions-, Kapital-, Betriebs- und Unterhaltskosten.<br />
Die Finanzierung der anfallenden Kosten einer nähergehenden Untersuchung ist zu klären.<br />
- 168 -
Interview-Protokolle – Seite 2<br />
Verfasser:<br />
Gesprächspartner:<br />
Position:<br />
Sandor Exeler<br />
Frau Selle<br />
Mitarbeiterin Abfallwirtschaftsbetrieb LK Mainz‐Bingen<br />
Telefonnummer: 06132/787‐7080<br />
Der in <strong>Ingelheim</strong> anfallende Grünschnitt des Wertstoffhofes <strong>Ingelheim</strong> (Konrad‐Adenauer‐Str.)<br />
wird geschreddert und zum Humuswerk Essenheim verbracht. Dort soll der größte Teil des<br />
anfallenden Grünschnittes der neuen Biogasanlage zugeführt werden. Ein kleiner Teil wird als<br />
Humus der Landwirtschaft zur Verfügung gestellt. Ebenso wird mit dem anfallenden Bioabfall aus<br />
<strong>Ingelheim</strong> vorgegangen.<br />
Der holzartige Anteil des Grünschnittes wird nicht der energetischen Nutzung zugeführt sondern<br />
ausschließlich landwirtschaftlich genutzt.<br />
Das im Wertstoffhof <strong>Ingelheim</strong> anfallende Altholz wird geschreddert und Größtenteils dem<br />
Holzheizkraftwerk der Firma Boehringer <strong>Ingelheim</strong> zugeführt.<br />
Verfasser:<br />
Gesprächspartner:<br />
Position:<br />
Sandor Exeler<br />
Hr. Setzer<br />
Stellvertretender Bauhofleiter<br />
Bauhof <strong>Ingelheim</strong><br />
Telefonnummer: 06132/7176‐10<br />
Der Bauhof <strong>Ingelheim</strong> pflegt regelmäßig die Verkehrswege der Stadt <strong>Ingelheim</strong>. Das<br />
Straßenbegleitgrün wird hierbei direkt auf der Pflegefläche belassen – der Aufwand für die<br />
Bergung wäre zu hoch. Insgesamt fallen am Bauhof nur wenige Kubikmeter Biomasse pro Jahr an.<br />
- 169 -
Interview-Protokolle – Seite 3<br />
Verfasser:<br />
Gesprächspartner:<br />
Position:<br />
Datum/Ort:<br />
Sandor Exeler<br />
Herr Haas<br />
Geschäftsführer GEDEA <strong>Ingelheim</strong><br />
12.07.2012, TSB<br />
In diesem Jahr sollen auf dem <strong>Ingelheim</strong>er Stadtwald zwei neue Windenergieanlagen und 2013<br />
drei neue Windenergieanlagen gebaut werden. Jede Anlage soll etwa 9.000 MWh el Strom pro Jahr<br />
erzeugen.<br />
Wenn bei den beiden ältesten bestehenden Anlagen die EEG‐Vergütungsfrist ausläuft und diese<br />
auf die Mindestvergütung abgestuft werden (2014/2015), wird von der GEDEA <strong>Ingelheim</strong> die<br />
Möglichkeit des Repowering geprüft.<br />
Verfasser:<br />
Gesprächspartner:<br />
Firma:<br />
Telefonnummer:<br />
Datum/Uhrzeit:<br />
Sandor Exeler<br />
Hr. Weisrock<br />
AVUS<br />
06132/79094‐33 (Hr. Naumann/Weiterleitung)<br />
02.05.2012 ca. 10:30 Uhr<br />
Der Klärschlamm wird mit einem TS‐Gehalt von 3‐4 % in Faultürmen zersetzt. Der Zersetzung‐Prozess<br />
setzt ungefähr 1,7 Mio. m³ Biogas frei welcher in einem BHKW etwa 2 Mio. kWh el Strom erzeugt. Die<br />
erzeugte Wärme wird dazu verwendet, den TS‐Gehalt des Schlammes nach dem Faulturm (TS‐Gehalt<br />
etwa 30 % (12.000 Tonnen/Jahr)) auf einen TS‐Gehalt von ca. 70‐80 % zu erhöhen (20 Tage bei etwa<br />
37 °C). Dieser Schlamm wird zurzeit in Braunkohle‐Kraftwerken verbrannt, soll aber zukünftig direkt<br />
vor Ort energetisch genutzt werden.<br />
- 170 -
Interview-Protokolle – Seite 4<br />
Verfasser:<br />
Gesprächspartner:<br />
Position:<br />
Sandor Exeler<br />
Hr. Diehl<br />
Förster Stadt <strong>Ingelheim</strong><br />
Telefonnummer: 06764/908‐259<br />
0179/2139739<br />
Insgesamt verfügt die Stadt <strong>Ingelheim</strong> über eine Waldfläche von ca. 1.200 ha inkl. <strong>Ingelheim</strong>er<br />
Stadtwald. Diese Fläche erzeugt eine nachhaltig nutzbare Waldholzmenge von ca. 4.500 – 5.000 fm<br />
Nutzholz pro Jahr. Zurzeit werden etwa 2.000 bis 3.000 srm Holzhackschnitzel generiert. Ein<br />
Großteil hiervon wird in der Emmerichshütte verwertet. Der Rest des nutzbaren Waldholzes geht<br />
an die Industrie sowie im kleinen Umfang an Kleinkunden. Die jährlich erzeugte Wärmemenge liegt<br />
bei etwa 300 MWh th – abhängig von den Witterungsverhältnissen.<br />
Verfasser:<br />
Gesprächspartner:<br />
Position:<br />
Sandor Exeler<br />
Herr Werner<br />
Vorsitzender Winzer‐ und Bauernverband <strong>Ingelheim</strong><br />
Telefonnummer: 06132/1090<br />
Der anfallende Trester aus dem Weinanbau wird zur Nährstoffrückführung wieder auf die Felder<br />
ausgebracht. Die Stoffströme des Tresters muss über das sogenannte „Kellerbuch“ dokumentiert<br />
werden.<br />
Das anfallende Stroh aus dem landwirtschaftlichen Anbau wird zum kleinen Teil als Tiernahrung<br />
eingesetzt. Der Großteil wird der Landwirtschaft als Nährstoff wieder untergepflügt.<br />
Eine energetische Nutzung landwirtschaftlich anfallender Biostoffe ist Herrn Werner nicht<br />
bekannt.<br />
- 171 -
Formular Schlussbericht Projektträger Jülich<br />
- 172 -